2017 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)が複合体形成を形成して唾液分泌に関わることを、詳細に検討した。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。加えて、マウス涙腺からの涙分泌もTRPV4, ANO1依存的であることを確認した。温度依存的な唾液分泌にTRPV4, ANO1複合体の機能連関が明らかになり、副交感神経による中枢神経の唾液分泌制御メカニズムに加えて、唾液腺局所で温度を感知して唾液分泌を制御するメカニズムがあることが明らかになった。2.ANO1の有効な阻害剤であることを見いだした4-isopropylcyclohexanolが痒み関連行動も抑制するかどうかを、マウスモデルを用いて検討した。クロロキン（抗マラリア薬）によるおそらくTRPA1活性化を介した痒み関連引っ掻き行動は4-isopropylcyclohexanolで抑制されなかったが、GSK1016790AによるTRPV4活性化を介した痒み関連引っ掻き行動は4-isopropylcyclohexanolで抑制された。3.クロタミトンは古くから鎮痒薬であるが、その活性化メカニズムは明らかでない。感覚神経もしくは表皮ケラチノサイトに発現する種々のTRPチャネルの活性に対するクロタミトンの効果をパッチクランプ法を用いて検討し、クロタミトンがTRPV4活性を強く抑制することを見いだした。クロタミトンは、ヒトケラチノサイトのTRPV4活性も阻害し、マウスでのGSK1016790Aによる痒み関連引っ掻き行動も抑制した。HEK293細胞にTRPV4を発現させて行った実験で、クロタミトンwashoutで電流増大が観察された。種々の電気生理学的解析により、クロタミトンがTRPV4チャネルポアを拡大させていることが明らかになった。
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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.TRPV4, ANO1の機能連関が広く水分泌を伴う外分泌腺機能に関与することが明らかになった。今後、TRPV4, ANO1あるいは複合体形成阻害剤が水分泌を伴う外分泌腺機能制御薬として機能する可能性がある。ドライアイ、口渇はシェーグレン症候群だけでなく、現代人の大きな問題であり、その治療薬開発につながるかもしれない。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く、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・鎮痒薬開発につながるものと期待される。3.クロタミトンがTRPV4チャネル活性阻害を示す一方でチャネルポア拡大をもたらす発見の意義は大きく、TRPV4チャネルのチャネル開口を理解する上で大きな発見である。クロタミトンの作用の詳細な単一チャネル電流記録レベルでの解析が必要と考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.4-isopropylcyclohexanolの作用ドメインの解明 4-isopropylcyclohexanolはANO1, TRPV1, TRPA1, TRPM8, TRPV4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の効果を解析する。今のところ、複数種のTRPA1に対する作用として、阻害するものと活性化するものの両方が存在することが明らかになっており、活性化剤・阻害剤の両方に働きうることから、アミノ酸配列の比較検討から、キメラ体・点変異体を用いて作用部位、作用メカニズムを明らかにしていく。2.TRPV1, ANO1複合体と他の代謝型受容体との連関の解析 TRPV1はPKCによってリン酸化されて機能増強することが知られており、それが炎症性疼痛のメカニズムの一つと考えられている。一方、ANO1はPKCによる機能制御はないとされる。そこで、PKC活性化がTRPV1, ANO1複合体の機能連関の増強をもたらすかどうかを主に電気生理学的に解析する。3.TRPV4, ANO1複合体の他の水分泌を伴う外分泌腺機能への関与の検討 ヒトと馬は体温調節のために発汗する動物であり、マウスはそれとは別の精神性発汗を足底に起こす。TRPV4, ANO1複合体が発汗に関与することを解析する。マウス足底でアセチルコリン投与後の発汗をミノール法で検討し、温度の影響も観察する。また、TRPV4欠損マウスで精神性発汗が低下しているかどうかを検討する。さらに、上記で見いだしたANO1阻害剤4-isopropylcyclohexanolに制汗作用をあるかどうかをマウスおよびヒトで検討する。
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[Journal Article] Nociceptors boost the resolution of fungal osteoinflammation via the TRP Channel-CGRP-Jdp2 axis.2017
Author(s)
Maruyama K, Takayama Y, Kondo T, Ishibashi KI, Sahoo BR, Kanemaru H, Kumagai Y, Martino MM, Tanaka H, Ohno N, Iwakura Y, Takemura N, Tominaga M, Akira S.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 19(13)
Pages: 2730-2742
DOI
Peer Reviewed
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