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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Roles of oxygen-sensitive TRP channels in cerebral hypoxia

Research Project

Project/Area Number 16K08494
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

黒川 竜紀  大分大学, 医学部, 准教授 (40527701)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsイオンチャネル / 低酸素応答 / TRPチャネル / カルシウム
Outline of Annual Research Achievements

脳は虚血状態に非常に弱いことから、低酸素状態を素早く感知し虚血状態を打破するための応答が必要である。しかし、生体内における酸素分圧感知・応答は、頸動脈小体を中心に進められてきており、脳内における局所的な酸素分圧の感知・応答機構はまだ分かっていない。本研究では、酸素センサーとして酸素感受性TRPチャネルを中心に、アストロサイトにおける低酸素応答機構の解明を目指す。今年度は、酸素センサーであるTRPA1がミトコンドリア制御タンパク質との機能的連関により、酸素濃度依存的にミトコンドリアの活性を調節する仮説を検証した。TRPA1が豊富に発現している後根神経節(DRG)を用いて、内在性のTRPA1がミトコンドリアへの局在を検討した。マウスよりDRGを急性単離し、TRPA1抗体を用いて免疫染色を行うと、ミトコンドリアにTRPA1由来のシグナルを確認することが出来た。次に、ミトコンドリア局在型Ca2+インジケーターやミトコンドリア膜電位測定色素JC-1を用いることにより、TRPA1はミトコンドリア呼吸鎖構成タンパク質と複合体を形成することで、ミトコンドリア内へのCa2+取り込み・放出経路として機能していることが明らかとなった。さらに、ミトコンドリア局在型のROSセンサーを用いることにより、TRPA1はミトコンドリア内のROS産生に関係することが示唆された。最後に、TRPA1による代謝制御を調べるために、ピルビン酸脱水素酵素(PDH)のリン酸化を評価したところ、TRPA1チャネルを介したCa2+流入がPDHの活性を制御することが示唆された。以上より、TRPA1がミトコンドリア局在タンパク質と相互作用することで、ミトコンドリアのCa2+取り込み・放出を担う分子として働き、ROS産生やエネルギー代謝変換などミトコンドリアを機能的に制御する可能性が明らかとなった。

  • Research Products

    (4 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] TRPV1 is a component of the atrial natriuretic signaling complex, and using orally delivered antagonists, presents a valid therapeutic target in the longitudinal reversal and treatment of cardiac hypertrophy and heart failure.2019

    • Author(s)
      Horton JS, Shiraishi T, Alfulaij N, Small-Howard AL, Turner HC, Kurokawa T, Mori Y, Stokes AJ.
    • Journal Title

      Channels

      Volume: 13 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1080/19336950.2018.1547611

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Asparagine-linked glycosylation modifies voltage-dependent gating properties of CaV3.1-T-type Ca2+ channel.2019

    • Author(s)
      Liu Y, Wang P, Ma F, Zheng M, Liu G, Kume S, Kurokawa T, Ono K
    • Journal Title

      J. Physiol. Sci.

      Volume: 69 Pages: 335-343

    • DOI

      10.1007/s12576-018-0650-4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] DNA origami scaffolds as templates for Kir3.1/3.4 heterotetrameric channels2019

    • Author(s)
      Tatsuki Kurokawa
    • Organizer
      The 9th Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] システイン酸化修飾によるTRPV1チャネル活性化機構2018

    • Author(s)
      黒川竜紀
    • Organizer
      第13回トランスポーター研究会年会
    • Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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