2003 Fiscal Year Annual Research Report
活性酸素によって活性化されるCa^<2+>channelの生理的役割の解明
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14771300
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
西田 基宏 九州大学, 大学院・薬学研究院, 講師 (90342641)
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| Keywords | 受容体活性化チャネル / Ca2+チャネル / 活性酸素 / Ca2+オシレーション / ホスホリパーゼC |
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| Research Abstract |
本研究では、受容体活性化Ca^<2+>チャネル(TRP)の活性化機構および生理的意義の解明を目標として研究を進めてきた。
(1)受容体刺激により細胞内で生成される活性酸素種(ROS)や活性窒素種(RNS)は、数百nMから多くて数μM程度に及ぶ。このROS/RNSによって直接的に酸化修飾を受け活性化されるTRPチャネルが存在することを見出した(論文投稿中)。この結果は、我々が昨年報告したTRPM2(Hara et al.,Mol.Cell,2002)とは異なる機構で開口活性化されることを意味するものであり、TRPM2活性化による細胞死誘導とは異なる生理的役割を有するものと考えられる。
(2)非興奮性細胞において、受容体刺激によって引き起こされる持続的なCa^<2+>振動(オシレーション)は、受精や細胞増殖・遺伝子発現において非常に重要な役割を果たしている。しかし、Ca^<2+>オシレーションの発生メカニズムは古くからの謎とされてきた。私達のグループが新たに開発したイノシトール1,4,5-三リン酸(IP_3)検出蛍光プローブを用いて、受容体刺激による細胞内Ca^<2+>動態と細胞内IP_3動態を経時的に解析した。その結果、受容体刺激によって惹起されるCa^<2+>流入がホスホリパーゼCγ2(PLCγ2)の膜集積を引き起こし、活性化されたPLCγ2が持続的にIP_3を産生することがわかった。さらに、Ca^<2+>流入を担う分子実体がTRPチャネル(TRPC3)であること、TRPC3とPLCγ2が恒常的に結合していることを明らかにした。
これまで受容体刺激で引き起こされるCa^<2+>流入が直接的に、持続的なCa^<2+>オシレーションを発生させると考えられてきたが、本研究により、Ca^<2+>流入に依存したIP_3産生による細胞内Ca^<2+>ストアーからのCa^<2+>放出こそが、オシレーションの発生に重要であることが明らかとなった。また、この知見は、TRPチャネルを中心としたシグナルタンパク質複合体形成のもつ、生理的意義を示した初めての報告である。
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[Publications] Sugimoto K, Nishida M, Otsuka M, Ohkubo K, Mori Y, Morii T: "Novel real time sensors to quantitatively assess in vivo inositol 1,4,5-trisphosphate production in intact cells"Chemistry & Biology. in press. (2004)
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[Publications] Nishida M, Sugimoto K, Hara Y, Mori E, Morii T, Kurosaki T, Mori Y: "Amplification of receptor signalling by Ca^<2+> entry-mediated translocation and activation of PLCγ2 in B lymphocytes."EMBO Journal. 22. 4677-4688 (2003)
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[Publications] Kitano J, Nishida M, Itsukaichi Y, Minami I, Ogawa M, Hirano T, Mori Y, Nakanishi S: "Direct interaction and functional coupling between metabotropic glutamate receptor subtype 1 and voltage-sensitive Ca_v2.1 Ca^<2+> channel."Journal of Biological Chemistry. 278. 25101-25108 (2003)
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[Publications] Shimizu S, Shiota K, Yamamoto S, Miyasaka Y, Ishii M, Watabe T, Nishida M, Mori Y, Yamamoto T, Kiuchi Y: "Hydrogen peroxide stimulates tetrahydrobiopterin synthesis through the induction of GTP-cyclohydrolase I and increases nitric oxide synthase activity in vascular endothelial cells."Free Raical Biology & Medicine. 34(10). 1343-1352 (2003)
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[Publications] Arai K, Maruyama Y, Nishida M, Tanabe S, Kozasa T, Mori Y, Nagao T, Kurose H: "Endothelin-1-induced MAPK activation and cardiomyocyte hypertrophy are mediated by Gα12 and Gα13 as well as Gαq and Gβγ subunits."Molecular Pharmacology. 63(3). 478-488 (2003)
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[Publications] 西田基宏, 原雄二, 井上隆司, 森泰生: "TRPチャネルを中心としたシグナル複合体形成と細胞の増殖・死の制御"日本薬理学雑誌. 121巻4号. 223-232 (2003)
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[Publications] Mori Y, Itsukaichi Y, Nishida M, Oka H: "Pharmacology of Calcium Channel(Ca^<2+> channel mutations and associated diseases)"McDonough SI.(in press). (2004)
