2017 Fiscal Year Annual Research Report

発現制御機構及びタンパク相互作用に着目した新規カリウムチャネル阻害機構の解明

Research Project

Project/Area Number	17J09558
Research Institution	Kyoto Pharmaceutical University
Principal Investigator	遠藤京子京都薬科大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2017-04-26 – 2020-03-31
Keywords	イオンチャネル / pH感受性カリウムチャネル / T細胞
Outline of Annual Research Achievements	pH感受性カリウムチャネルK2P5.1は、関節リウマチや炎症性腸疾患などの自己免疫疾患や各種癌において発現・活性が亢進し、病態の悪化に関与しているため、これら疾患の新規治療標的として注目されているが、選択的な阻害剤が未だ開発されていない。本研究の目的は、K2P5.1の発現・活性亢進が原因で発症している免疫疾患や癌における新規創薬戦略を提案、実証することである。2018年度は、研究項目①「炎症性腸疾患 (IBD) モデルマウスに対するスプライシング阻害剤によるIBD症状、K2P5.1発現・活性変動の解析」及び研究項目②「免疫シナプスにおけるK2P5.1相互作用タンパクの同定及びK2P5.1シグナルの役割の解明」について研究を行った。研究項目①に関して、デキストラン硫酸ナトリウム (DSS) で誘発した急性IBDモデルマウスにスプライシング阻害剤の投与を行ったが、予想していたようなIBD症状の改善効果や、脾臓由来CD4陽性細胞中のK2P5.1発現・活性に変化は認められなかった。研究項目②に関して、K2P5.1のC末端を用いた相互作用タンパクの探索により、免疫シナプスの構成分子である4回膜貫通型テトラスパニンファミリーCD81が同定され、マウス脾臓を用いた免疫沈降によりK2P5.1とCD81の相互作用が確認された。またK2P5.1とCD81が高発現しているヒト白血病細胞株K562細胞において、CD81をノックダウンすることでK2P5.1タンパク発現の減少又はK2P5.1細胞膜移行の阻害によりK2P5.1活性が抑制されることを明らかにした (次年度の研究計画を一部前倒しして実施した)。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2018年度の研究項目は、研究項目①「炎症性腸疾患 (IBD) モデルマウスに対するスプライシング阻害剤によるIBD症状、K2P5.1発現・活性変動の解析」、②「免疫シナプスにおけるK2P5.1相互作用タンパクの同定及びK2P5.1シグナルの役割の解明」であった。研究項目①について、期待されるような結果が得られず、研究の進展は見られなかったが、研究項目②では、当初予定していた以上に研究が進展し、K2P5.1と相互作用するタンパクの同定だけでなく、次年度以降に予定していたK2P5.1活性に対する相互作用タンパクCD81の寄与を明らかにした。そのため、全体としては「おおむね順調に進展している」と判断した。
Strategy for Future Research Activity	研究項目②「免疫シナプスにおけるK2P5.1相互作用タンパクの同定及びK2P5.1シグナルの役割の解明」に関して、CD81ノックダウンによりK2P5.1活性が抑制されることが明らかになったため、この活性抑制機構についてK2P5.1タンパク発現及びK2P5.1細胞膜移行に着目して検討を行う。病態時におけるK2P5.1/CD81相互作用の意義及び免疫シナプスにおけるK2P5.1シグナルの役割を解明するために、IBDモデルマウスの脾臓由来CD4陽性細胞中のK2P5.1、 CD81発現変動及びそれに伴うK2P5.1活性やサイトカイン産生への影響について検討する。研究項目③「K2P5.1発現・活性制御機構の解明」に関して、IBDモデルマウスにおいて発現変化が見られる転写制御因子に着目し、マウスT細胞及びヒト白血病細胞株細胞K562細胞などにおける活性化剤、阻害剤処置によるK2P5.1発現・活性変動について解析する。研究項目①「IBDモデルマウスに対するスプライシング阻害剤によるIBD症状、K2P5.1発現・活性変動の解析」に関して、スプライシング阻害剤の投与量を増やして検討を行うべきだが、研究単価が高額となる。優先順位を再検討した結果、研究項目②③を先行させる。