2015 Fiscal Year Annual Research Report
TRPチャネルとanoctamin連関の構造基盤、生理学的意義の解明と治療戦略
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15H02501
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| Research Institution | Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
富永 真琴 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (90260041)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生理学 / 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.TRPV4とanoctamin 1 (ANO1)の複合体形成を介した機能連関が脳脈絡膜叢上皮細胞以外でも起こっていることを推測し、マウス唾液腺腺房細胞、マウス涙腺腺房細胞で検討を行った。両腺房細胞で、TRPV4刺激剤による恐らくANO1活性化を介していると思われるクロライド電流の活性化とそれに伴う細胞容積減少を観察した。ANO1が活性化してクロライドイオン流出が水の流出を惹起しているものと考えられた。両腺房細胞で、アセチルコチンによる唾液分泌、涙分泌がTRPV4欠損マウスで有意に減少していることが明らかになった。
2.TRPM8とANO1の機能連関を検討しているときに、TRPM8刺激剤のmentholがANO1機能を抑制することを見いだした。マウス脊髄での神経活動を解析したところ、カプサイシンによる脊髄神経発火がmentholの末梢投与によって著しく減弱することが分かった。TRPM8発現神経は、脊髄でTRPV1発現神経活性を抑制することが報告されているが、上記の末梢menthol投与による脊髄神経活動の抑制は、野生型マウス、TRPM8欠損マウスの両方で観察されたことから、TRPM8活性化を介さない末梢効果であると結論した。事実、カプサイシン投与によるマウスでの疼痛関連行動は、TRPM8欠損マウスでもmentholによって有意に抑制された。L-menthol, d-mentholともにANO1活性抑制効果を示した。Mentholの構造類似体をスクリーニングして、menthol構造の中のisopropylcyclohexaneが中心的なANO1阻害効果を持つ構造であることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1.マウス脳脈絡叢上皮細胞で発見したTRPV4/ANO1機能連関、マウス後根神経節細胞で見いだしたTRPV1/ANO1機能連関がマウスマウス唾液腺腺房細胞、マウス涙腺腺房細胞でも機能していることが明らかになり、多くの細胞で起こっていることが明らかになったのは大きな進展である。
2.TRPV1遺伝子発見から19年、未だTRPV1機能制御をメカニズムとする鎮痛剤は明らかになっていない。Mentholは古くから鎮痛薬として使用されているが、その分子メカニズムは明らかでなかった。Mentholが強いANO1阻害作用を持つことが明らかになったことは、大きな進展である。今後、ANO1阻害のみならず、TRPV1/ANO1複合体形成阻害剤を開発を目指すうえで大きな成果と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果を踏まえ、次のことを進めたい。
1.MentholによるANO1阻害の基本構造の解明 menthol構造類似帯体によるANO1機能阻害効果を比較検討することによって、ANO1阻害に重要な化学物質構造を明らかにする。Menthoｌを含めた化合物がマウス感覚神経における活動電位発生にどのような効果を及ぼすかを検討する。マウスANO1のみならずヒトANO1を含めた複数種のANO1に対する阻害効果を持っているかどうかを検討する。明らかにした基本化学物質がTRPV1, TRPA1を含めた他のイオンチャネルにどういう効果を持っているかを検討する。
2.TRPチャネルとanoctaminの機能連関スクリーニング 哺乳類28のTRPチャネルのうち、応募者が研究している９つのマウス温度感受性TRPチャネル（TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPM2, TRPM4, TRPM5, TRPM8, TRPA1）とマウスTRPP3チャネルの計10と４つのマウスanoctaminチャネル（ANO1, ANO4, ANO6, ANO10）の機能連関のスクリーニングを行う。HEK293T細胞にTRPチャネル１種類とanoctamin１種類を共発現させて、パッチクランプ法を用いてTRP刺激物質投与でクロライド電流が活性化されるかどうか、を指標にスクリーニングする。
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[Journal Article] The thermosensitive TRPV3 channel contributes to rapid wound healing in oral epithelia.2015
Author(s)
Aijima R, Wang B, Takao T, Mihara H, Kashio M, Ohsaki Y, Zhang J-Q, Mizuno A, Suzuki M, Yamashita Y, Masuko S, Goto M, Tominaga M, Kido AM.
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Journal Title
FASEB J.
Volume: 29
Pages: 182-192
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Identification of significant amino acids in multiple transmembrane domains of human Transient Receptor Potential Ankyrin 1 (TRPA1) for activation by eudesmol, an oxygenized sesquiterpene in hop essential oil.2015
Author(s)
Ohara K, Fukuda T, Okada H, Kitao S, Ishida Y, Kato K, Takahashi C, Katayama M, Uchida K, Tominaga M.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 290 (5)
Pages: 3161-3171
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] TRPV4 associates environmental temperature and sex determination in the American alligator.2015
Author(s)
Yatsu R, Miyagawa S, Kohno S, Saito S, Lowers RH, Ogino Y, Fukuta N, Katsu Y, Ohta Y, Tominaga M, Guillette Jr LJ, Iguchi T.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 5
Pages: 18581
DOI
Peer Reviewed
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