プロトンセンサー機能を有するGPCRとG蛋白質シグナル

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18057004
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 岡島 史和 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (30142748)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 茂木 千尋 群馬大学, 生体調節研究所, 助手 (00375528)
• Keywords: 細胞外pH / プロトン / G蛋白質 / TDAG8 / OGR1 / GPR4 / シクロオキシゲナーゼ / 血管平滑筋細胞

Research Abstract

細胞外pH変化は様々な細胞応答を調節していることは知られているが、その実体はよく判っていない。OGR1受容体ファミリーは従来、リゾ脂質分子の受容体として同定されていたが、我々を含む国内外のグループによって、細胞外プロトン(pH)センサー機能など従来のGPCRにはない新しい機能を有することが明らかにされてきた。そこで、本研究ではこのプロトンセンサーの情報変換機構、G蛋白質シグナルの特定とその生理機能などに関して解析した。その結果、(1)TDAG8受容体分子中のヒスチジン残基をフェニルアラニンなどに変換した受容体遺伝子を作成し、COS7細胞に発現し、cAMP産生応答を観察して解析した結果、N端領域のヒスチジン残基がプロトンを感知していることが推定された。(2)ヒト血管平滑筋細胞ではOGR1ファミリーの中ではOGR1、GPR4が発現している。pHを低下すると、プロスタグランジンI_2、cAMP産生が亢進する。OGR1、GPR4受容体に対する特異的なsiRNA、細胞内シグナル伝達系の阻害剤などを用い解析した結果、これらの応答はOGR1/Gq/ホスホリパーゼC/シクロオキシゲナ-ゼ/プロスタグランジン産生/IP受容体/cAMP産生のパスウェイによることが推定された。(3)好中球の活性化はス-パーオキシド(O_2^-)産生などを伴い感染防御に重要な役割を発揮している。好中球、分化HL-60細胞ではfMLPなどによるスーパ-オキシド(O_2^-)産生は細胞外pHを低下すると、cAMP産生を伴って著明に抑制される。プロスタグランジンEなどによりcAMPを増加させた場合にも類似の抑制応答が観察されることから、細胞外pH低下がプロトン感知性受容体を介してGs/cAMP産生を亢進し、O_2^-産生を抑制したと推定している。現在、好中球で発現の高いTDAG8遺伝子欠損マウス由来(大阪大学竹田教授より供与)の好中球を用い解析している。

Research Products

• [Journal Article] Role of lipoprotein-associated lysophospholipids in migratory activity of coronary artery smooth muscle cells. (2007)
  • Author(s): Damirin, A, Tomura, H, Komachi, M, Liu, JP., Mogi, C, Tobo, M, Wang, JO, Kimura, T, Kuwabara, A, Yamazaki, Y, Ohta, H, Im, DS, Sato, K, Okajima, F
  • Journal Title: Am J Physiol Heart Circ Physiol (印刷中)
• [Journal Article] Dioleoyl phosphatidic acid increases intracellular Ca<2+> through endogenous LPA receptors in C6 glioma and L2071 fibroblasts. (2007)
  • Author(s): Chang, YJ., Kim, YL., Lee, YK., Sacket, SJ., Kim K., Kim, HL., Han, M., Bae, YS., Okajima, F., Im, DS.
  • Journal Title: Prostaglandins ＆ Other Lipid Mediators (印刷中)
• [Journal Article] Sphingosine 1-phosphate receptors mediate stimulatory and inhibitory signalings for expression of adhesion molecules in endothelial cells. (2006)
  • Author(s): Kimura, T., Tomura, H., Mogi, C., Kuwabara, A., Ishiwara, M., Shibasawa, K., Sato, K., Ohwada, S., Im, DS., Kurose, H., Ishizuka, T., Murakami.M., Okajima.F.
  • Journal Title: Cell.Signal. 18 Pages: 841-850
• [Journal Article] Does sphingosine 1-phosphate play a protective role in the course of pulmonary tuberculosis? (2006)
  • Author(s): Garg, SK., Santucci, MB., Panitti, M., Pucillo, L., Bocchino, M., Okajima, F., Bisen, PS., Saltini, C., Fraziano, M.
  • Journal Title: Clin.Immunol. 121 Pages: 260-264
• [Journal Article] Role of scavenger receptor class B type I and sphingosine 1-phosphate receptors in high-density lipoprotein-induced inhibition of adhesion molecule expression in endothelial cells. (2006)
  • Author(s): Kimura, T., Tomura, H., Mogi C., Kuwabara, A., Damirin, A., Ishizuka, T., Sekiguchi, A., Ishiwara M., Im, DS., Sato, K., Murakami, M., Okajima.F.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 281 Pages: 37457-37467
• [Journal Article] Albumin functions as an inhibitor of T cell adhesion in vitro. (2006)
  • Author(s): Kim, YL., Im YJ., Lee, YK., Ha NC., Bae, YS., Lim, SM., Okajima, F., Im, DS.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 351 Pages: 953-957