• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2016 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Duolink assayで確認した。野生型マウスとTRPV4欠損マウスの行動を観察し、エサを食べるときの飲水がTRPV4欠損マウスで有意に多いことを観察し、TRPV4欠損マウスはdry mouth表現型を呈すると結論した。さらに、アセチルコチンによる唾液分泌が温度上昇で有意に増大し、それがTRPV4依存性であることを、TRPV4欠損唾液線を用いて検証した。2) mentholがANO1を抑制することを見出したことから、化学物質をスクリーニングし、4-isopropylcyclohexanolがより有効なANO1阻害剤であることを見出した。4-isopropylcyclohexanol は濃度依存的にANO1活性を阻害し、IC50は約400μMであった。4-isopropylcyclohexanol は、マウス感覚神経においてカプサイシンによる活動電位発生を有意に抑制し、マウス行動実験においてカプサイシンによる疼痛行動を有意に抑制した。さら、4-isopropylcyclohexanol は、マウスおよびヒトのTRPV1, TRPA1, TRPM8, TRPV4機能を阻害することも明らかになった。3) 胆汁鬱滞時に増大するリソフォスファチジン酸(LPA)は痒み物質として知られている。LPAがマウス感覚神経の代謝型LPA5受容体に作用してその下流でLPAが再合成され、細胞内からTRPA1, TRPV1を活性化することを見出した。TRPA1, TRPV1がLPAによる痒みに関与することをTRPA1欠損マウス、TRPV1欠損マウスを用いて明らかにした。さらに、LPAが作用するTRPA1の細胞内にあるアミノ酸残基を同定した。

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機能連関が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、水分泌を伴う多くの外分泌腺機能に関わることが明らかになったのは大きな進展であり、TRPV4/ANO1複合体が唾液分泌および涙分泌促進の新たな標的となるものと期待される。2) 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、大きな進展であり、また、より簡単な構造の化合物4-isopropylcyclohexanolに効果があることが分かったことの意義は大きい。4-isopropylcyclohexanolはANO1, TRPV1, TRPA1, TRPM8, TRPV4の機能阻害効果も示すことから、新たな鎮痛薬開発につながるものと期待される。3) リソフォスファチジン酸(LPA)は、起痒物質として知られながらそのメカニズムが明らかでなかったことから、LPAの作用メカニズムが解明されたことの意義は大きい。鎮痒剤はかぎられており、今後、LPA5受容体、LPA合成に関わる酵素(phospholipase Dなど)、TRPA1, TRPV1が胆汁鬱滞時の痒み抑制剤開発につながるものと期待される。

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 TRPチャネルとanoctamin1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anoctamin1(ANO1)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ANO1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。② TRPチャネルとanoctaminが物理的に直接結合していることの生化学的解析 ③ 4-isopropylcyclohexanolの作用ドメインの解明 4-isopropylcyclohexanolはANO1, TRPV1, TRPA1, TRPM8, TRPV4(マウスおよびヒトクローン)の機能阻害効果も示すことから、アミノ酸配列の比較解析および他の種のANO1, TRPV1, TRPA1, TRPM8, TRPV4機能への4-isopropylcyclohexanolの効果を解析して、4-isopropylcyclohexanolが複数のチャネル機能を阻害するメカニズムを解明する。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 4-isopropylcyclohexanol has potential analgesic effects through the inhibition of anoctamin 1, TRPV1 and TRPA1 channel activities.2017

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

      Sci. Rep.

      Volume: 7 Pages: 43132

    • DOI

      10.1038/srep43132

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The molecular and cellular mechanisms of itch and the involvement of TRP channels in the peripheral sensory nervous system and skin.2017

    • Author(s)
      Kittaka H, Tominaga M.
    • Journal Title

      Allergol. Int.

      Volume: 66(1) Pages: 22-30

    • DOI

      10.1016/j.alit.2016.10.003

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Lysophosphatidic acid-induced itch is mediated by signaling of LPA5 receptor, phospholipase D and TRPA1/TRPV1.2017

    • Author(s)
      Kittaka H, Uchida K, Fukuta N, Tominaga M.
    • Journal Title

      J. Physiol.

      Volume: 595 Pages: 2681-2698

    • DOI

      10.1113/JP273961

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Functional Interaction between thermosensitive TRPV4 and TMEM16A/anoctamine 1 contributes to stimulated saliva and tear secretion2017

    • Author(s)
      Sandra Derouiche
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県・浜松市)
    • Year and Date
      2017-03-29
  • [Presentation] The molecular mechanism of itch and the involvement of TRP channels2016

    • Author(s)
      橘高 裕貴
    • Organizer
      第26回国際痒みシンポジウム
    • Place of Presentation
      エーザイ(株)東京本社(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2016-10-08
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Interaction of TRPv1 and ANO1 in DRG neurons2016

    • Author(s)
      高山 靖規
    • Organizer
      nternational Association for the study of Pain(IASP2016)
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TRPV1-ANO1 interaction enhances HOT taste?2016

    • Author(s)
      高山 靖規
    • Organizer
      17th International Symposium on Olfaction and Taste(ISOT2016)
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-06
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 自然科学研究機構 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

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 活性抑制剤および皮膚感覚過敏抑制剤2017

    • Inventor(s)
      富永真琴、高山靖規
    • Industrial Property Rights Holder
      大学共同利用機関法人自然科学研究機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-021635
    • Filing Date
      2017-02-08

URL: 

Published: 2018-01-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi