2020 Fiscal Year Research-status Report
Regulatory mechanism of angiogenesis mediated by calcium signaling
| Project/Area Number |
18K06867
|
|---|
| Research Institution | Wakayama Medical University |
|---|
Principal Investigator |
西谷 友重 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (50393244)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 修 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (40283593) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 血管形成 / カルシウムシグナル / Tmem100 / 低酸素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
血管形成は、胎生期の臓器形成や生後の創傷治癒などに不可欠の過程であり、その異常は胎生致死や癌などの原因となることから制御機構の解明は必須である。
血管形成機構に関しては、これまで転写因子活性化シグナルの解明に焦点が絞られてきたが、近年、様々なシグナル伝達のキー因子であるである細胞内カルシウム（Ca2+）の重要性が示唆されている。例えば、増殖因子刺激により細胞内Ca2+濃度の増減が生じ、生じた細胞のみ血管新生が亢進すること、また血流(shear stress)により メカノセンサーが活性化され細胞内Ca2+濃度が上昇することが報告されており、これらは胎児期心臓拍動開始により血管新生が爆発的に進む機構の１つである可能性を示唆している。しかし、(１) 血管新生を導く経路にどのメカノセンサーや関連因子が関与しCa2+シグナルが惹起されるのか、その分子実体およびシグナル経路は明らかでない。一方、申請者らの研究グループは心血管形成に必須の膜タンパク質としてTmem100を同定し、その機能にCa2+シグナルが関与することを見出したが、どのようなシグナル経路にTmem100が関与して血管形成に寄与しているのか分子機構は不明である。本研究ではTmem100とカルシウムシグナルの関連性に着目し、新規血管形成シグナルを明らかにすることを目的とする。これらが明らかになれば、薬物開発の新たなターゲット探索にも結びつき、ヒト疾患の病因解明・治療法の開発に向けた基礎研究として現代社会に大いに役立つことが期待できる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請者らの研究グループは、これまで、欠損すると心血管形成異常を起こし胎生死させる機能不明の膜タンパク質としてTrans membrane Protein100(Tmem100)を同定し、その機能発現に細胞内Ca2+シグナルが関与することを見出している。一方、血管形成にはメカノセンサー等を介したカルシウムシグナルの重要性が示唆されているが、その候補としCa2+透過チャネルであるTRPチャネルが示唆されている。近年、TRPV1/TRPA１とTmem100が結合することが報告されたことから、Tmem100とTRPチャネルとの直節結合による内皮機能調節への可能性について検討を行った。その結果、内皮機能に重要な役割を担うTRPV4とTmem100は物理的に結合し、血管内皮細胞において共局在することが明らかになった。一方、血管平滑筋に重要な役割を担うTRPC6はTmem100とは結合しないことがわかった。現在、Tmem100がTRPV4の機能を調節するかについて、TRPV4活性化によるCa2+トランジエントおよびイオン電流をパッチクランプ法により測定し、Tmem100有無で、その大きさが変化するかを、TRPV4を永久発現させたHEK293細胞を用いて検討を行っている。
一方、低酸素暴露により、血管内皮細胞内のCa2+レベルが上昇すること、また血管形成が影響されることが報告されている。血管形成は、BMP9シグナルにより調節を受けることから、低酸素刺激によるBMP9下流因子の発現について検討を行った。その結果、ALK1シグナルに関する多くの遺伝子が影響を受けることが明らかとなった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
Ca2+シグナル制御因子とTmem100との関連について網羅的に解析するため、3xFLAG-HA標識Tmem100を血管内皮細胞に高発現し、抗HA抗体結合セファロースにより免疫沈降したところ、いくつかの結合候補因子が見出された。今後は、LC-MS/MSにて結合因子の同定を試みる。
また、低酸素刺激によって、BMP9/10下流因子であるTmem100や、TRPチャネルをはじめとしたCa2+制御タンパク質の発現量が変化するか、また細胞内Ca2＋濃度との関連について検討を行う。
|
| Causes of Carryover |
昨年度は、コロナ禍で研究がストップしてしまい、物品購入が少なくなった。
研究計画を遂行するため、研究を今年度まで延長し、必要物品を購入する予定である。
|
