Ca2+チャネル分子複合体の生体膜集積機構とその生理的意義

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17081011
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 森 泰生 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (80212265)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 豊士 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50115929)
• Keywords: カルシウムチャネル / 分子複合体 / 膜分子集積 / シグナル伝達 / バイオセンサー

Research Abstract

TRPM2はH_2O_2などの活性酸素種を介した、酸化的ストレスにより活性化されるCa^<2+>透過性チャネルである。既に、TRPM2を介したCa^<2+>流入は細胞死を引き起こすことを明らかにしていることから、新たな生理的役割を最初に明らかにした。まず、H_2O_2が惹起するCa2+流入にTRPM2が関与することを、特異的なsiRNAをヒト単球細胞株U937に適用し、Ca^<2+>測光法及びパッチクランプ法イオン電流測定により明らかにした。同様の方法で、流入したCa^<2+>の作用点としてPyk2キナーゼを同定し、Pyk2がRASを介してMAP kinase ERKまでの経路を活性化することがわかった。また、ERK活性化から下流の転写因子NF-κBを介したCXCL8遺伝子転写活性化までの経路における、TRPM2により活性化されるPyk2の重要性について示した。さらに、ERKはTRPM2活性化自身の活性化にも重要な役割を果たしていることもつきとめた。ついで、TRPM2シグナル経路の「生体内」における意義をin vivoレベルで確立するために、計画班員竹島らとTRPM2ノックアウトマウスを共同で作製した。本マウスより単離した単球の解析により、TRPM2を介したCa^<2+>流入がマウスケモカインCXCL2(マウスにはCXCL8遺伝子がないことから機能的対応物と考えられる)の産生を制御することを示した。また、dextran sulfate sodium投与による潰瘍性大腸炎モデルを採用し、炎症部位への好中球の化学遊走(chemotaxsis)へのTRPM2によるCXCL2の関与を示した。TRPM2が細胞死かそれ以外の下流生理応答かの選択をする際に働く分子機構の解明も行った。若年性ミオトニー癲癇原因遺伝子EFHC1とTRPM2との間の分子間相互作用を、組み換え発現系を用いた共免疫沈降法、及びin vitro結合により示した。TRPM2チャネルを発現させたHEK細胞にさらにEFHC1を共発現させ、TRPM2活性に増強を見出した。また、HEK細胞に細胞死を惹起することも明らかにした。以上の知見は、TRPM2、Pyk2、EFKに加えEFHC1等よって形成される、Ca^<2+>トランスポートソーム形成の可能性を強く示唆する。

Research Products

• [Journal Article] RIMI confers sustained activity and neurotransmitter vesicle anchoring to presynaptic Ca2+ channels. (2007)
  • Author(s): Kiyonaka S, Wakamori M, Miki T, Uriu Y, Nonaka M, Bito H, Beedle AM, Mori E, Hara Y, De Waard M, Kanagawa M, Itakura M, Takahashi M, Campbell KP & Mori Y
  • Journal Title: Nature Neurosci. 10 Pages: 691-701
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The TRPC3 channel has a large internal chamber surrounded by signal sensing antennas. (2007)
  • Author(s): Mio K, Ogura T, Kiyonaka S, Hiroaki Y, Tanimura Y, Fujiyoshi Y, Mori Y & Sato C
  • Journal Title: J. Mol. Biol. 367 Pages: 373-383
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] G・12/13-mediated upregulation of TPPC6 negatively regulates endothelin-induced cardiac myofibroblast formation and collagen synthesis through NFAT activation. (2007)
  • Author(s): Nishida M, Onohara N, Sato Y, Suda R, Ogushi M, Tanabe S, Inoue R, Mori Y & Kurose H
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 23117-23128
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRPM7 channels in hippocampal neurons detect levels of extracellular divalent cations. (2007)
  • Author(s): Wei W-L, Sun H-S, Olah ME, Sun XiuJun, Czerwinska E, Czerwinski W, Mori Y, Orser BA, Xiong Z-G, Jackson MF, Tymianski M & MacDonald JF
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 Pages: 16323-16328
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutation associated with an autosomal dominant cone-rod dystrophy CORD7 modifies RIM1-mediated modulation of voltage-dependent Ca2+ channels. (2007)
  • Author(s): Miki T, Kiyonaka S, Uriu Y, De Waard M, Wakamori M, Beedle AM, Campbell KP & Mori Y
  • Journal Title: Channels 1 Pages: 144-147
  • Peer Reviewed