浸透圧感受性TRPチャネルの活性化分子機構とその生理的役割の解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K08197
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 沼田 朋大 福岡大学, 医学部, 講師 (20455223)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 細胞容積調節 / TRP / イオンチャネル

Outline of Annual Research Achievements

これまで、細胞容積調節能に関わる浸透圧刺激で活性化するイオンチャネルであるTRPM2およびTRPM7の活性化分子機構や生体における生理的役割の理解は、未だ十分ではない。そこで、それぞれのイオンチャネルの活性化機構および生理的役割を分子レベルから組織、個体レベルまで多階層で包括的理解を目指した。活性化分子機構の解明には、主にイオンチャネル内に変異を導入し、機能評価を行った。組織、個体における生理的役割の評価には遺伝子欠損マウスを用いた実験を行った。本年度は、 変異体機能解析、単離細胞を用いたTRPM7の細胞容積調節能への関与確認を行った。初年度に行ったTRPM7の測定条件の検討後、作成した変異体の機能解析を行った。生体内の様々な細胞(脳または感覚神経、腎臓、骨、心臓、血球系、線維芽細胞など)の単離、培養条件を検討し、細胞容積調節能実験により、TRPM7ノックアウトマウスを用いて機能評価を行った。次に変異体機能解析、単離細胞を用いたTRPM2の細胞容積調節能への関与確認を行った。初年度に作成したTRPM2とCD38の相互作用に関わる変異体の機能解析を行った。また、TRPM2には申請者が報告した高浸透圧刺激のみならず、細胞内Ca2+上昇、過酸化水素添加によっても活性化する[Sumoza-Toledo, Penner, 2011 J. Physiol. (London)]。そのため、それぞれの活性化剤を用いて変異体間における違いを検討した。さらに、細胞容積調節能に関わるカチオンチャネルのsiRNA作用によるスクリーニングで新たな候補分子も見つけた。またTRPM2ノックアウトマウスの組織より細胞の単離、培養条件を検討し、細胞容積調節能実験により、機能評価を行った。この結果により、さらにvivoにおける役割をイメージング解析で展開させる予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

分子、細胞、組織レベルにおける実験の結果が良好であり、最終年度において目標としていた個体におけるTRPチャネルの役割の検討を当初に計画していた以上の技術で解析ができるから。また、研究の途中で新たな候補分子の発見があり、さらに研究目標の詳細な検討ができるようになったから。

Strategy for Future Research Activity

今までの二年間の間に行った内容を論文や学会発表を行う準備をする。また、今までの共同研究者と内容について、意見などをいただき、さらに内容について推敲をする。実験手技について、不明な点等は、専門家の意見を聞くなど柔軟に対応する。

Causes of Carryover

次年度に必要な試薬を購入するため

Expenditure Plan for Carryover Budget

試薬の購入

Research Products

• [Int'l Joint Research] ウズベキスタン科学アカデミー・生物有機・分子生理(ウズベキスタン)
  • Country Name: UZBEKISTAN
  • Counterpart Institution: ウズベキスタン科学アカデミー・生物有機・分子生理
• [Int'l Joint Research] マックスプランク分子生理研究所(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: マックスプランク分子生理研究所
• [Journal Article] Distinct pharmacological and molecular properties of the acid-sensitive outwardly rectifying (ASOR) anion channel from those of the volume-sensitive outwardly rectifying (VSOR) anion channel. (2016)
  • Author(s): Sato-Numata K, Numata T, Inoue R, Okada Y
  • Journal Title: Pflugers Arch. Volume: 468 Pages: 795-803
  • DOI: 10.1007/s00424-015-1786-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Different Contribution of Redox-Sensitive Transient Receptor Potential Channels to Acetaminophen-Induced Death of Human Hepatoma Cell Line. (2016)
  • Author(s): Badr H, Kozai D, Sakaguchi R, Numata T, Mori Y.
  • Journal Title: Front Pharmacol. Volume: 7 Pages: 19
  • DOI: 10.3389/fphar.2016.00019.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Optical control of neuronal firing via photoinduced electron transfer in donor acceptor conjugates (2016)
  • Author(s): Takano Y, Numata T, Fujishima K, Miyake K, Nakao K, Grove WD, Inoue R, Kengaku M, Sakaki S, Mori Y, Murakami T and Imahori H.
  • Journal Title: Chemical Science Volume: 7 Pages: 3331-3337
  • DOI: 10.1039/C5SC04135J
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Ablation of the N-type calcium channel ameliorates diabetic nephropathy with improved glycemic control and reduced blood pressure (2016)
  • Author(s): Ohno S, Yokoi H, Mori K, Kasahara M, Kuwahara K, Fujikura J, Naito M, Kuwabara T, Imamaki H, Ishii A, Saleem MA, Numata T, Mori Y, Nakao K, Yanagita M, Mukoyama M
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Pages: 27192
  • DOI: 10.1038/srep27192.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification of MMP1 as a novel risk factor for intracranial aneurysms in ADPKD using iPSC models. (2016)
  • Author(s): AmekuT, TauraD, SoneM, NumataT, NakamuraM, ShiotaF, ToyodaT, MatsuiS, AraokaT, YasunoT, MaeS, KobayashiH, KondoN, KitaokaF, AmanoN, AraiS, IchisakaT, MatsuuraN, InoueS, YamamotoT, TakahashiK, AsakaI, YamadaY, UbaraY, MusoE, FukatsuA, WatanabeA, SatoY, NakahataT, MoriY, KoizumiA, NakaoK, YamanakaS, OsafuneK
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 12 Pages: 822-830
  • DOI: 10.1038/srep30013.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Allosteric activation of membrane-bound glutamate receptors using coordination chemistry within living cells. (2016)
  • Author(s): Kiyonaka S, Kubota R, Michibata Y, Sakakura M, Takahashi H, Numata T, Inoue R, Yuzaki M, Hamachi I
  • Journal Title: Nat Chem Volume: 8 Pages: 958-967
  • DOI: 10.1038/nchem.2554
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Discovery of allosteric modulators for GABAA receptors by ligand-directed chemistry. (2016)
  • Author(s): Yamaura K, Kiyonaka S, Numata T, Inoue R, Hamachi I
  • Journal Title: Nat Chem Biol. Volume: 12 Pages: 822-830
  • DOI: 10.1038/nchembio.2150.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distinct contributions of LRRC8A and its paralogs to the VSOR anion channel from those of the ASOR anion channel. (2016)
  • Author(s): Sato-Numata K, Numata T, Inoue R, Sabirov RZ, Okada Y.
  • Journal Title: Channels (Austin) Volume: 468 Pages: 795-803
  • DOI: 10.1080/19336950.2016.1230574.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cold sensitivity of TRPA1 is unveiled by the prolyl hydroxylation blockade-induced sensitization to ROS. (2016)
  • Author(s): Miyake T, Nakamura S, Zhao M, So K, Inoue K, Numata T, Takahashi N, Shirakawa H, Mori Y, Nakagawa T, Kaneko S.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 7 Pages: 12840
  • DOI: 10.1038/ncomms12840.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] TRPM2 channels in alveolar epithelial cells mediate bleomycin-induced lung inflammation. (2016)
  • Author(s): Yonezawa R, Yamamoto S, Takenaka M, Kage Y, Negoro T, Toda T, Ohbayashi M, Numata T, Nakano Y, Yamamoto T, Mori Y, Ishii M, Shimizu S.
  • Journal Title: Free Radic Biol Med. Volume: 90 Pages: 101-113
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2015.11.021.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Possible involvement of TRPM7-mediated cation influx in K562 hematopoietic cell growth and differentiation. (2017)
  • Author(s): Kiriko Takahashi, Tomohiro Numata, Ken Yamaura, Ryuji Inoue
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] Electrophysiological and simulation analyses of atrial excitation/propagation in a cocultured HL-1 cardiomyocyte-cardiac fibroblast monolayer (2017)
  • Author(s): Yaopeng Hu, Yanghua Shen, Keizo Hiraishi, Lin Hai Kurahara, Jun Ichikawa, Tomohiro Numata, Wenfeng Shen, Xin Zhu, Ryuji Inoue
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] LRRC8は容積感受性外向き整流性アニオンチャネル（ＶＳＯＲ）の活性に関与するが酸感受性外向き整流性アニオンチャネル（ＡＳＯＲ）の活性には関与しない (2017)
  • Author(s): 佐藤（沼田）かお理、沼田朋大、井上隆司、サビロフラブシャン、岡田泰伸
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] Functional characterization of zebrafish Transient Receptor Potential Melastatin 2 in HEK293 cell line (2017)
  • Author(s): Nam Ha Tran; Tomohiro Numata; Masayuki X Mori; Shingo Maegawa ; Hiroshi Hosokawa; Shingo Tanaka and Yasuo Mori.
  • Organizer: The 90th Annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
  • Place of Presentation: 長崎パブリックホール、長崎新聞文化ホール アストピア
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [Presentation] Thermosensitive TRPV1 channel activation in single cell by using gold nanorods (2016)
  • Author(s): Numata T, Nakatsuji H, Morone N, Kaneko S, Mori Y, Inoue R, Imahori H, Murakami T
  • Organizer: 「新時代の循環器研究を考える」医工連携国際シンポジウム2016. ISC2016
  • Place of Presentation: 東京医科歯科大学
  • Year and Date: 2016-07-11 – 2016-07-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] PKD2L1チャネルの膜電位依存性ゲーティングの分子基盤 (2016)
  • Author(s): 沼田 朋大、井上 隆司、森 泰生
  • Organizer: TRPチャネル研究会
  • Place of Presentation: 自然科学研究機構カンファレンスセンター
  • Year and Date: 2016-06-02 – 2016-06-03
• [Remarks] 福岡大学医学部生理学講座
  • URL: http://www.med.fukuoka-u.ac.jp/physiol/study2.html