周術期臨床応用を目指した神経ステロイドによるTMEM16制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number	23K08412
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research Institution	Juntendo University
Principal Investigator	菅澤佑介順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (80459114)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	神経ステロイド / TMEM16 / スクランブレース / イオンチャネル / コレステロール
Outline of Research at the Start	TMEM16はリン脂質スクランブレース/イオンチャネルである。このスクランブレースは細胞膜の脂質を移動させることにより、生体内で血液凝固やアポトーシスに関与し、イオンチャネルとして侵害感覚受容等の重要な生理的役割を担う。TMEM16制御メカニズムの解明は麻酔・疼痛制御における新たな研究領域として注目を集めているが、申請者はコレステロールがTMEM16への結合を介して、スクランブレースの機能を調節することを発見し、さらに、生体内でコレステロールから生成される神経ステロイドがTMEM16を制御することを発見した。本研究は神経ステロイドによるTMEM16制御作用の分子機序を詳細な解析で明確にする。
Outline of Annual Research Achievements	TMEM16はリン脂質スクランブレース/イオンチャネルである。このスクランブレースは、細胞膜の脂質を移動させることにより、生体内で血液凝固、アポトーシスに関与し、イオンチャネルとして、侵害感覚受容等の重要な生理的役割を担う。TMEM16制御メカニズムの解明は、周術期の麻酔・疼痛制御における新たな研究領域として注目を集めているが、申請者は、コレステロールがTMEM16への特異的結合を介して、スクランブレースを制御する陰性アロステリック調節因子であることを発見し、さらに、脂質によるTMEM16制御作用のスクリーニングの結果、生体内でコレステロールから生成される神経ステロイドがTMEM16を制御することを発見した。神経ステロイドは中枢神経系の興奮性と機能の調節を担い、全身麻酔薬や、うつ病の治療薬に臨床応用されている。本研究では、スクランブレースnhTMEM16を用いた蛍光標識定量法を用い、内因性神経ステロイドのAllopregnanolone(AlloP)がTMEM16のスクランブレース活性を抑制することを見出した。さらに、光親和性標識法と質量分析を用いて、AlloP添加によるコレステロール光親和性標識の阻害をみとめたため、AlloPはコレステロールと共通の結合部位を介して、TMEM16を制御する可能性が示された。今回、神経ステロイドによるTMEM16制御の役割を解明すべく、構造解析および電気生理学的解析を軸に分子機序の詳細な解析を実施し、神経ステロイドがアロステリック調節因子として、スクランブレース活性を抑制するだけでなく、TMEM16のイオンコンダクタンスも制御する可能性が示された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 昨年度に予定していた実験計画は遂行され、概ね期待された実験結果が得られている。
Strategy for Future Research Activity	研究計画を遂行し、本プロジェクトに関する学会発表を行う。