Identification of novel ER stress relieving drugs using a high-content microscope and application to therapeutic development

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03409
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 酒井 規雄 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (70263407)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秀 和泉 広島大学, 医系科学研究科(医), 講師 (20253073) ; 古武 弥一郎 広島大学, 医系科学研究科(薬), 教授 (20335649) ; 田中 茂 広島大学, 医系科学研究科(医), 講師 (20512651) ; 河合 秀彦 広島大学, 医系科学研究科(薬), 准教授 (30379846) ; 杉田 誠 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (50235884) ; 原田 佳奈 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (90609744)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: セロトニントランスポーター / 小胞体ストレス / 膜輸送 / 神経変性疾患

Outline of Annual Research Achievements

１）ERストレス緩和薬物候補を得る。：ERストレスの緩和薬候補として非ステロイド性抗炎症薬（NSAIDS）のFlurbiprofenのSERTの膜輸送、小胞体ストレスと小胞体ストレス関連タンパク分解に対する影響を検討した。FlurbiprofenのSERT膜輸送促進効果は、NSAIDSとしてより高い活性を持つS体よりもR体の方が効果が強いことがわかり、これらの効果はFlurbiprofen が持つケミカルシャペロンとしての効果であると推定された。また、Flurbiprofenは、小胞体ストレス状況下で分子シャペロンを誘導する効果が示された。FlurbiprofenはERストレス緩和薬物として期待できる。
２） 新たなハイコンテント顕微鏡を用いたERストレス緩和薬候補の検索方法を開発する。：昨年度開発した 384プレートを用いた効率的スクリーニング法を採用し、慶応大学から提供を受けたドラックリポジショニングのライブラリ―を用いて本格的にスクリーニング系を立ち上げた。
３）本研究課題に関するSERT膜輸送に関連する研究概要：SERT膜輸送に関係するSNAREタンパク質のsyntaxin3（STX3）を同定した。STX3とSERTは過剰発現するとゴルジ体や小胞体で共局在し相互作用すること、また、両者を内在性に発現する大腸がん由来のCaco-2細胞では、SERTとSTX3は微絨毛に局在し、SERTの機能を調節することを明らかにした。一方、腸管のSERTはバリア機能の破綻が起因となる炎症性腸疾患、過敏性大腸炎に関与している。Caco2を腸管モデル細胞と考え、タイトジャンクションにより制御されるバリア機能とSERT活性との関連を検討中である。この過程で、バリア機能の指標となる経上皮電気抵抗 （TER）を新たな原理で測定可能な装置を開発した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Dept Neurol, Lithuanian Univ/Neurosci Inst, Lithuanian Univ(リトアニア)
  • Country Name: LITHUANIA
  • Counterpart Institution: Dept Neurol, Lithuanian Univ/Neurosci Inst, Lithuanian Univ
• [Journal Article] Effects of flurbiprofen on the functional regulation of serotonin transporter and its misfolded mutant. (2022)
  • Author(s): Hirakawa, H., Taguchi, K., Murakawa, S. Asano, M., Noguchi, S., Kikkawa, S., Harada, K., Adachi, N., Ueyama, T., Hide, I.,Tanaka, S. and Sakai, N.
  • Journal Title: J. Pharmacol. Sci Volume: 148 Pages: 187-195
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2021.11.006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] GPR3 accelerates neurite outgrowth and neuronal polarity formation via PI3 kinase-mediating signaling pathway in cultured primary neurons. (2022)
  • Author(s): Tanaka, S., Shimada, N., Shiraki, H., Miyagi, T., Harada, K., Hide, I. and Sakai, N.
  • Journal Title: Mol. Cell. Neurosci Volume: 118 Pages: 103691
  • DOI: 10.1016/j.mcn.2021.103691
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Potential role of inducible GPR3 expression under stimulated T cell conditions (2022)
  • Author(s): Shiraki, H., Tanaka, S., Guo, Y., Harada, K., Hide, I, Yasuda, T. and Sakai, N
  • Journal Title: J. Pharmacol. Sci. Volume: 148 Pages: 307-314
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2022.01.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of intracellular calcium mobilization induced by remimazolam, a newly approved intravenous anesthetic (2022)
  • Author(s): Urabe, T., Miyoshi, H., Narasaki, S., Yanase, Y., Uchida, K., Noguchi, S., Hide, M, Tsutsumi, M. Y. and Sakai, N.
  • Journal Title: PLos One Volume: 17 Pages: e0263395
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0263395
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pentobarbital may protect against neurogenic inflammation after surgery via inhibition of substance P release from peripheral nerves of rats. (2022)
  • Author(s): Onizuka, C., Irifune, M., Mukai, A., Shimizu, Y., Doi,M., Oue,K., Yoshida, M., Kochi, Y., Imado, E., Kanematsu, T., Nakamura, Y., Morioka, M., Nakata. Y. and Sakai、N.
  • Journal Title: Neuroscience Letters Volume: 771 Pages: 136467
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2022.136467
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Detailed neuronal distribution of GPR3 and its co-expression with EF-hand calcium-binding proteins in the mouse central nervous system. (2021)
  • Author(s): Ikawa, F., Tanaka S., Harada, K. Hide, I., Maruyama, H., and Sakai, N.
  • Journal Title: Brain Res. Volume: 1750 Pages: 147166
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2020.147166
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of the E3 ubiquitin ligase HRD1 in the regulation of serotonin transporter function. (2021)
  • Author(s): Taguchi, K., Kaneko, M., Motoike, S., Harada, K., Hide, I., Tanaka, S. and Sakai, N
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun Volume: 534 Pages: 583-589
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.11.036
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Syntaxin 3 interacts with serotonin transporter and regulates its function (2021)
  • Author(s): Motoike, S., Taguchi, K., Harada, K., Asano, M., Hide, I. Tanaka, S. Irifune, M. and Sakai, N.
  • Journal Title: J. Pharmacol. Sci. Volume: 145 Pages: 297-307
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2021.01.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evaluation of effectiveness of post-stroke metformin treatment using permanent middle cerebral artery occlusion in rats (2021)
  • Author(s): Zemgulyte, G., Tanaka, S., Hide, I., Sakai, N., Pampuscenko, K., Borutaite, V. and Rastenyte, D.
  • Journal Title: Pharmaceuticals Volume: 14 Pages: 312
  • DOI: 10.3390/ph14040312
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 静脈麻酔薬PropofolによるPKCトランスロケーションと細胞内局所におけるPKC活性化 (2021)
  • Author(s): 野口 颯真、梶本 武利、卜部 智晶、柳瀬 雄輝、楢崎 壮志、原田 佳奈、田中 茂、秀 和泉、酒井 規雄
  • Organizer: 第139回 日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] リンパ球刺激に伴うGPR3発現上昇とNR4A2発現誘導に与える影響 (2021)
  • Author(s): 田中 茂、白榊 紘子、原田 佳奈、秀 和泉、酒井 規雄
  • Organizer: 第139回 日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] プロポフォール誘発性PKCトランスロケーションの発生機構に関与するPKC領域の同定 (2021)
  • Author(s): 楢崎 壮志、野口 颯真、卜部 智晶、原田 佳奈、秀 和泉、田中 茂、柳瀬 雄輝、梶本 武利、酒井 規雄
  • Organizer: 第140回 日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] マウス網膜神経細胞に発現するGPR3が神経障害後の軸索再生に与える影響 (2021)
  • Author(s): 益田 俊、田中 茂、白榊 紘子、外丸 祐介、原田 佳奈、秀 和泉、木内 良明、酒井 規雄
  • Organizer: 第140回 日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] 神経細胞分化に伴い発現上昇するGPR3が神経分化関連遺伝子発現に与える影響 (2021)
  • Author(s): 田中 茂、奈良井 浩太、猪川 文朗、原田 佳奈、秀 和泉、酒井 規雄
  • Organizer: 第140回 日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] Gs活性化型受容体GPR3がマウス視神経障害後の軸索再生に与える影響 (2021)
  • Author(s): 益田 俊、田中 茂、白榊 紘子、外丸 祐介、原田 佳奈、秀 和泉、木内 良明、酒井 規雄
  • Organizer: 第95回 日本薬理学会年会
• [Presentation] 非神経細胞におけるGタンパク質共役型受容体GPR3の多様性と機能的役割 (2021)
  • Author(s): 田中 茂、白榊 紘子、郭 芸、柳瀬 雄輝、原田 佳奈、秀 和泉、保田 朋波流、酒井 規雄
  • Organizer: 第95回 日本薬理学会年会
• [Presentation] プロポフォール誘発性PKCトランスロケーションに関与するPKCドメイン (2021)
  • Author(s): 楢崎 壮志、野口 颯真、卜部 智晶、原田 佳奈、秀 和泉、田中 茂、柳瀬 雄輝、梶本 武利、酒井 規雄
  • Organizer: 第95回 日本薬理学会年会
• [Presentation] Propofol誘発性PKC Translocationの時空間的解析～細胞内局所におけるPKC活性化 (2021)
  • Author(s): 野口 颯真、梶本 武利、卜部 智晶、柳瀬 雄輝、楢崎 壮志、原田 佳奈、田中 茂、秀 和泉、酒井 規雄
  • Organizer: 第95回 日本薬理学会年会
• [Presentation] パルミトイル化がセロトニントランスポーターの成熟に与える影響 (2021)
  • Author(s): 原田 佳奈、香山 怜佳、横山 英里、髙倉 大幹、庄 亮真、足立 直子、田中 茂、秀 和泉、酒井 規雄
  • Organizer: 日本薬学会第１４２年会
• [Remarks] 広島大学 神経薬理学
  • URL: https://yakuri.hiroshima-u.ac.jp/