プロトンチャネルノックアウトマウスを用いた摂食中枢機構の維持とその破綻の理解

• Project Area: Brain Environment
• Project/Area Number: 26111712
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岡村 康司 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80201987)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000); Fiscal Year 2015: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2014: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
• Keywords: イオンチャネル / 活性酸素 / ミクログリア / グリア細胞

Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、野生型とVSOP/Hv1遺伝子欠損マウスの間で、NADPH oxidaseの局在に違いが認められるかを検証した。NADPH oxidase complexにおける細胞質サブユニットであるp67抗体を用いた免疫細胞化学を行った結果、野生型ミクログリアにおいてはp67とF-actinの局在に強い相関が見られたのに対し、VSOP/Hv1遺伝子欠損ミクログリアにおいてはそれが見られなかった。以上からVSOP/Hv1遺伝子欠損ミクログリアにおいてはF-actinの重合・脱重合異常によってNADPH oxidaseの細胞質ユニットの局在に変化が生じ、活性酸素産生の違いを生じていることが示唆された。
更にこのようなin vitroでのVSOP/Hv1による活性酸素産生調節機構が、in vivoにどのように反映されているかを明らかにするため、週齢の異なる野生型マウス及びVSOP/Hv1遺伝子欠損マウスについて酸化ストレスマーカーの発現量を調べた。その結果、生後1日、5日、3週間齢の VSOP/Hv1遺伝子欠損マウスでは酸化ストレスマーカーの発現量が低下していたのに対し、6か月齢では逆にこれが増大していることが明らかとなった。以上から、VSOP/Hv1による活性酸素産生機構はin vivoにおいては加齢依存的であることが示唆された。
また本年度の解析では、C57BL6/JのマウスからC57BL6/Nにバッククロスするにつれ肥満の表現型が小さくなっていたため、バックグランドによる影響が考えられた。しかしC57BL6/Nの4か月齢のマウスにおいてもVSOP/Hv1遺伝子欠損によって血中レプチン濃度が減少している傾向が認められ、摂食中枢の調節に関わっている可能性が考えられた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The voltage-gated proton channel Hv1/VSOP inhibits neutrophil granule release (2016)
  • Author(s): Okochi Y, Aratani Y, Adissu HA, Miyawaki N, Sasaki M, Suzuki K, Okamura Y.
  • Journal Title: J Leukoc Biol. Volume: 99 Issue: 1 Pages: 7-19
  • DOI: 10.1189/jlb.3hi0814-393r
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of unsaturated fatty acids on the kinetics of voltage-gated proton channels heterologously expressed in cultured cells. (2016)
  • Author(s): Kawanabe A., Okamura Y.
  • Journal Title: The Journal of Physiology Volume: 594 Issue: 3 Pages: 596-610
  • DOI: 10.1113/jp271274
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Interaction between the Voltage-sensors Produces Cooperative Sustained Deactivation in Voltage-gated H+ Channel Dimers. (2016)
  • Author(s): Okuda H, Yonezawa Y, Takano Y, Okamura Y, Fujiwara Y.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 291 Issue: 11 Pages: 5935-5947
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.666834
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 電位依存性プロトンチャネルにおけるプロトン透過機構について (2016)
  • Author(s): 岡村康司
  • Journal Title: 生物物理 Volume: -
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Structural insight into the regulation mechanism of proton leakage based on crystal structure of voltage-gated proton channel (VSOP) (2015)
  • Author(s): 竹下 浩平，岡村 康司，中川 敦史
  • Journal Title: 生化学 Volume: 87 Issue: 5 Pages: 625-628
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2015.870625
  • NAID: 40020650286
  • ISSN: 0037-1017
  • Year and Date: 2015-10-25
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gating mechanisms of voltage-gated proton channels. (2015)
  • Author(s): Okamura Y, Fujiwara Y, Sakata S.
  • Journal Title: Annu Rev Biochem. Volume: 84 Issue: 1 Pages: 685-709
  • DOI: 10.1146/annurev-biochem-060614-034307
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Depression of voltage-activated Ca2+ release in skeletal muscle by activation of a voltage-sensing phosphatase. (2015)
  • Author(s): Berthier C, Kutchukian C, Bouvard C, Okamura Y, Jacquemond V.
  • Journal Title: J. Gen. Physiol. Volume: 145(4) Issue: 4 Pages: 315-30
  • DOI: 10.1085/jgp.201411309
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of unsaturated fatty acids on the kinetics of voltage-gated proton channels heterologously expressed in cultured cells. (2015)
  • Author(s): Kawanabe A, Okamura Y.
  • Journal Title: J. Physiol. Volume: in press.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 電位依存性プロトンチャネルVSOPの結晶構造から考察するプロトン漏洩制御機構 (2015)
  • Author(s): 竹下浩平、岡村康司、中川敦史
  • Journal Title: 生化学 Volume: 87(5)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 好中球の走化性における電位依存性プロトンチャネルの役割 (2016)
  • Author(s): 大河内善史、岡村康司
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] 非天然アミノ酸Anapで検出された電位センサーの動き (2016)
  • Author(s): 筒井秀和、神野有香、坂田宗平、岡村康司
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] Characterization of voltage-gated proton channel in zebrafish (2016)
  • Author(s): Adisorn Ratanayota, Takafumi Kawai, Yasushi Okamura
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] 電位依存性プロトンチャネルの構造基盤の解明 (2015)
  • Author(s): 鷹野優、近藤寛子、米澤康滋、木下賢吾、神取秀樹、岩城雅代、岡村康司、藤原祐一郎、川鍋陽、中川敦史
  • Organizer: ライフサイエンスの革新を目指した構造生命科学と先端的基盤技術 研究領域 CREST 領域会議
  • Place of Presentation: 東京都文京区
  • Year and Date: 2015-11-21
• [Presentation] Structural studies of the novel protein family working with cell membrane potential signal (2015)
  • Author(s): Atsushi Nakagawa, Hirotaka Narita, Yasushi Okamura, Akira Kawanabe, Yuichiro Fujiwara, Hidekazu Tsutsui, Hideki Kandori, Masayo Iwaki, Yu Takano, Hiroko Kondo, Yasushige Yonezawa, Kengo Kinoshita
  • Organizer: JST CREST-PREST joint international symposium- Structural Biological Dynamics: From Molecules to Life with 60 trillion Cells
  • Place of Presentation: 東京都文京区
  • Year and Date: 2015-11-05
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] How isVSP's enzyme activity activated by intrinsic valtage sensor? (2015)
  • Author(s): Yasushi Okamura
  • Organizer: RECI V - 5th Spanish Ion Channel Network Meeting
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 2015-10-06
  • Invited
• [Presentation] 最小イオンチャネルHv1/VSOPによる貪食細胞の活性酸素産生の多重制御 (2015)
  • Author(s): 岡村康司
  • Organizer: 日本バイオイメージング学会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京都葛飾区
  • Year and Date: 2015-09-28
  • Invited
• [Presentation] 最小ｲｵﾝﾁｬﾈﾙHv1/VSOPによる貪食細胞の活性酸素生産の多重制御 (2015)
  • Author(s): 岡村康司、大河内善史、荒谷康昭、Hibret A. Adissu、鈴木和夫
  • Organizer: 第24回日本バイオイメージング学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京（葛飾）
  • Year and Date: 2015-09-27
  • Invited
• [Presentation] Metal binding to the voltage-gated proton channel VSOP studied by ATR-FTIR (2015)
  • Author(s): Masayo Iwaki, Kohei Takeshita, Yasushi Okamura, Atsushi Nakagawa and Hideki Kandori
  • Organizer: The 53rd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2015-09-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mutation of a hydrophobic residue in S4 enhances the difference between monomeric and dimeric voltage-gated proton channels (2015)
  • Author(s): Akira Kawanabe, Yasushi Okamura
  • Organizer: The 53rd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2015-09-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Voltage-gated proton channels regulate ROS production in mouse microglia. (2015)
  • Author(s): Takafumi Kawai, Yodhifumi Okochi, Yoshio Imura, Kenji Sakimura, Schuichi Koizumi, Yasushi Okamura
  • Organizer: The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: 兵庫（神戸）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 電位依存性プロトンチャネルによるミクログリア活性酸素産生の制御 (2015)
  • Author(s): 河合 喬文、大河内 善史、井村 誉史雄、崎村 建司、小泉 修一、岡村 康司
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] Determinants of activation rate of voltage-gated proton channel revealed by chimeric constructs between two orthologs. (2015)
  • Author(s): Yasushi Okamura
  • Organizer: TMMU Neuroscience Symposium:Ion Channels
  • Place of Presentation: Chongqing, China
  • Year and Date: 2015-06-30
  • Invited
• [Presentation] Determinants of activation rate of voltage-gated proton channel revealed by chimeric constructs between two orthologs (2015)
  • Author(s): Yasushi Okamura
  • Organizer: TMMU Neuroscience Symposium : Ion Channels
  • Place of Presentation: 中華人民共和国、重慶
  • Year and Date: 2015-06-30
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Fine tuning of neutrophil activities by the voltage-gated proton channel, Hv1. (2015)
  • Author(s): Yasushi Okamura
  • Organizer: The 5th International Ion Channel Conference
  • Place of Presentation: Luzhou, China
  • Year and Date: 2015-06-29
  • Invited
• [Presentation] Fine tuning of neutrophil activities by the voltage-gated proton channel, Hv1 (2015)
  • Author(s): Yasushi Okamura
  • Organizer: The 5th International Ion Channel Conference
  • Place of Presentation: 中華人民共和国、濾州
  • Year and Date: 2015-06-26
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 電位センサー機能の多様性と共通原理について (2015)
  • Author(s): 岡村康司
  • Organizer: 分子研研究会「膜タンパク質内部のプロトン透過を考える」
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市
  • Year and Date: 2015-04-20
  • Invited
• [Remarks] 研究内容
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/phys2/okamura/research.html
• [Remarks] 電位依存性プロトンチャネルHv1/VSOPは好中球の脱顆粒を抑制する（生理学会サイエンストピックス）
  • URL: http://physiology.jp/science-topic/17882/