Analysis of the role of Gs and Gi protein coupled receptors in the mechanism of action of anesthetics and analgesics

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K10522
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Anesthesiology
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: MINAMI KOUICHIRO 自治医科大学, 医学部, 講師 (70279347)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上園 保仁 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (20213340) ; 宮野 加奈子 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (50597888) ; 横山 徹 自治医科大学, 医学部, 助教 (80425321)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 麻酔薬 / Gs蛋白共役型受容体 / Gi蛋白共役型受容体 / トラマドール / オピオイド受容体 / ヒドロモルフォン

Outline of Final Research Achievements

In this study, we examined the effects of tramadol and its main active metabolite O-desmethyltramadol (M1), on the function of μORs using Xenopus oocytes expressing cloned human μORs. The effects of tramadol and M1 were evaluated using the Ca(2+)-activated Cl(-) current assay method for G(i/o)-protein-coupled receptors by using a μOR fused to G(qi5) (μOR-G(qi5)) in Xenopus oocytes. Tramadol and M1 also evoked Cl currents in the oocytes expressing μOR-G(qi5); however, relatively higher concentrations (compared to DMAGO [(D-Ala(2), N-MePhe(4), Gly(5)-ol)-enkephalin] ) were necessary to induce such currents. Tramadol and M1 had a direct effect on μORs expressed in Xenopus oocytes. The μOR signal by Hydromorphone was examined. Hydromorphone increased the electrical resistance in a concentration-dependent manner, suppressed the amount of cAMP.

Free Research Field

麻酔科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究はGs蛋白またはGi蛋白をカルシウム動員型Gq蛋白と融合させたキメラＧ蛋白共役型受容体を作製して、アフリカツメガエル卵母細胞発現系に発現させ、GsならびにGi結合型GPCRに対する作用を細胞内カルシウムの変動で測定する方法で、麻酔薬、鎮痛薬のＧ蛋白共役型受容体に対する影響を観察するものである。今回の研究では、トラマドールとO-デスメチルトラマドール（M1）がこの結果からトラマドールとM1はμORに直接影響を及ぼすことが明らかになった。これらの方法は麻酔薬や鎮痛薬に広く応用ができ、今後の麻酔薬、鎮痛薬の機能解析の一助になるものと考えられる。