Mechanisms underlying excitation-transcription coupling

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H06215
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Pharmacology in pharmacy
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: Suzuki Yoshiaki 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (80707555)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: カルシウムシグナリング / 平滑筋 / 興奮転写連関 / 興奮収縮連関 / 血管リモデリング / ミトフュージン / カベオリン / ジャンクトフィリン

Outline of Final Research Achievements

In order for Ca2+ to function properly as a second messenger, Ca2+ channels and downstream Ca2+-dependent signaling molecules must be in close proximity to form Ca2+ microdomains. In this study, it has been revealed that scaffold proteins such as caveolin-1, junctophilin-2, and mitofusin-2 in smooth muscle cells physically connect organelles, such as plasma membrane, sarcoplasmic reticulum, and mitochondria. These scaffold proteins accumulate Ca2+ channels, Ca2+-activated K+ channels, and Ca2+-dependent enzymes, which is involved in control of smooth muscle tone, cell proliferation, and gene expression.

Free Research Field

薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Ca2+が多様な生体応答を起こすには、Ca2+チャネルと下流のCa2+依存性シグナル分子の局所的集積領域「Ca2+マイクロドメイン」の形成により、各生体応答に対応したシグナル経路が独立的かつ精密に制御される必要である。本研究では、平滑筋細胞Ca2+マイクロドメインを形成する構造分子を同定した。これらの分子は、オルガネラ間Ca2+シグナルを効率化することで、筋収縮性や細胞増殖、遺伝子発現の制御に関わる。今後、受容体やイオンチャネルを標的とした従来の創薬に加えて、これらの機能を支える構造分子を標的とした新しい治療戦略が可能になると考えられる。