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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

Research Project

Project/Area Number 15H02501
Research InstitutionOkazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences

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)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords生理学 / 神経科学
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。

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。

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。

  • Research Products

    (27 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 西交利物浦大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      西交利物浦大学
  • [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.
    • Journal Title

      FASEB J.

      Volume: 29 Pages: 182-192

    • DOI

      10.1096/fj.14-251314

    • Peer Reviewed
  • [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.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 290 (5) Pages: 3161-3171

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.600932.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pain-enhancing mechanism through interaction between TRPV1 and anoctamin 1 in sensory neurons.2015

    • Author(s)
      Takayama Y, Uta D, Furue H, Tominaga M.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci.

      Volume: 112(6) Pages: 5213-5218

    • DOI

      10.1073/pnas.1421507112

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Redox signal-mediated enhancement of the temperature sensitivity of Transient Receptor Potential Melastatin 2 (TRPM2) elevated glucose-induced insulin secretion from pancreatic islets.2015

    • Author(s)
      Kashio M, Tominaga M.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 290 (19) Pages: 12435-12442

    • DOI

      10.1074/jbc.M115.649913

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Propofol-induced pain sensation involves multiple mechanisms in sensory neurons.2015

    • Author(s)
      Nishimoto R, Kashio M, Tominaga M.
    • Journal Title

      Pfluger Archiv. Eur. J. Physiol.

      Volume: 467 Pages: 190-202

    • DOI

      10.1007/s00424-014-1620-1

    • Peer Reviewed
  • [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.
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 5 Pages: 18581

    • DOI

      10.1038/srep18581

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] TRPチャンネルによる分泌現象の制御2016

    • Author(s)
      富永真琴
    • Organizer
      第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Place of Presentation
      ビッグパレットふくしま(福島県・郡山市)
    • Year and Date
      2016-03-28
  • [Presentation] ANO1阻害剤の検討とそのTRPV1関連疼痛に対する効果2016

    • Author(s)
      高山 靖規
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-24
  • [Presentation] Identification of a signal amino acid residue involved in the human TRPA1 inhibition by HC-030031 utilizing species specific differences2015

    • Author(s)
      R. Gupta
    • Organizer
      第62回中部日本生理学会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2015-11-13
  • [Presentation] Functional Interaction Between TRPV1/TRPA1 and Anoctamin 1" The 6th Asian Pain Symposium2015

    • Author(s)
      M. Tominaga
    • Organizer
      Suzhou (China)
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2015-11-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analgesic mechanisms of essential oil components2015

    • Author(s)
      M. Tominaga
    • Organizer
      The 13th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
    • Place of Presentation
      九州大学馬出キャンパス(福岡県・福岡市)
    • Year and Date
      2015-11-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LPA-induced peripheral itch sensation and cellular signaling involving LPA5 receptor, phospholipase D and TRPA1/TRPV12015

    • Author(s)
      H. Kittaka
    • Organizer
      Neuroscience2015
    • Place of Presentation
      Chicago (USA)
    • Year and Date
      2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Absence of TRPV2 impaired BAT themogenesis in mice2015

    • Author(s)
      W. Sun
    • Organizer
      The 8th Asia-Oceania Conference on Obesity
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-10-02 – 2015-10-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cellular and molecular signaling of lysophosphatidic acid-induced itch sensation2015

    • Author(s)
      H. Kittaka
    • Organizer
      8th World Congress on Itch
    • Place of Presentation
      春日野国際フォーラム(奈良県・奈良市)
    • Year and Date
      2015-09-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TRP channels and pain2015

    • Author(s)
      M. Tominaga
    • Organizer
      TRP2015 3rd Leuven TRP symposium
    • Place of Presentation
      Leuven(Belgium)
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Functional interaction between TRPV4 and ANO1 in salivary and lacrimal acinar cells2015

    • Author(s)
      Y. Takayama
    • Organizer
      TRP2015 3rd Leuven TRP symposium
    • Place of Presentation
      Leuven(Belgium)
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of single amino acid residue involved in the human TRPA1 inhibition by HC-030031 utilizing species specific differences2015

    • Author(s)
      R. Gupta
    • Organizer
      TRP2015 3rd Leuven TRP symposium
    • Place of Presentation
      Leuven(Belgium)
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 静脈麻酔薬プロポフォールはアノクタミン1(TMEM16A)活性を抑制する2015

    • Author(s)
      西本 れい
    • Organizer
      日本麻酔科学会東海・北陸支部第13回学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-05
  • [Presentation] Regulation mechanisms of TRPV1 and TRPA12015

    • Author(s)
      M. Tominaga
    • Organizer
      12th World Congress of Veterinary Anaesthesiology
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-09-01
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular mechanisms of nociception in the peripheral nerve endings2015

    • Author(s)
      M. Tominaga
    • Organizer
      12th World Congress of Veterinary Anaesthesiology
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-09-01
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] メントールによるアノクタミン1電流の抑制2015

    • Author(s)
      高山靖規
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-29
  • [Presentation] マウスにおけるリゾフォスファチジン酸による痒みおよびTRPA1・TRPV1を介したメカニズム2015

    • Author(s)
      橘高裕貴
    • Organizer
      第37回日本疼痛学会
    • Place of Presentation
      市民会館崇城大学ホール(熊本県・熊本市)
    • Year and Date
      2015-07-04
  • [Presentation] TRPV1,TRPA1を介した侵害刺激受容の分子機構2015

    • Author(s)
      富永真琴
    • Organizer
      第42回日本毒性学会学術年会
    • Place of Presentation
      金沢市アートホール(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-06-30
    • Invited
  • [Presentation] Absence of TRPV2 impaired BAT themogenesis in mice2015

    • Author(s)
      W. Sun
    • Organizer
      The 5th International Ion Channel Conference
    • Place of Presentation
      Luzhou(China)
    • Year and Date
      2015-06-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lysophosphatidic acid-induced itch sensation involves LPA5 receptor-PLD signaling and TRPA/TRPV1" 10th International Conference for Neurons and Brain Disease2015

    • Author(s)
      M. Tominaga
    • Organizer
      The 10th International Conference of Neurons and Brain Diseases
    • Place of Presentation
      Xi’an(China)
    • Year and Date
      2015-06-22
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 岡崎統合バイオサイエンスセンター 細胞生理研究部門ホームページ

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/cs/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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