2023 Fiscal Year Research-status Report

Studies on the regulatory mechanisms by novel bioactive peptide and receptor systems

Research Project

Project/Area Number	21K08543
Research Institution	National Cardiovascular Center Research Institute
Principal Investigator	森健二国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (00416223)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords	生理活性ペプチド / ペプチドホルモン / 神経ペプチド / 受容体
Outline of Annual Research Achievements	ペプチドホルモンや神経ペプチドに代表される生理活性ペプチドは、細胞間の情報伝達を担う主要な分子の１つであり、内分泌的調節だけでなく摂食、飲水、性行動及び睡眠覚醒などの本能行動や、生体の恒常性を維持するための自律機能を調節するなど、生体の制御及び恒常性維持において重要な役割を果たしている。このため、未だ知られていない生体制御機構を明らかにするために、新しい生理活性ペプチドの探索や発見できた生理活性ペプチドの機能解析研究が現在でも盛んに実施されている。これまでに、リガンドが不明なオーファンGPCRをCHO細胞やHEK293細胞で発現させて、そのアゴニスト活性を組織抽出物から見出すことにより、新たな生理活性ペプチドを同定した。その過程において、ラット心房から抽出したペプチド画分にHEK293細胞でのcAMP産生を誘導する活性が含まれることを見出しており、この活性は各種クロマトグラフィーにおける保持時間が既知の生理活性ペプチドのそれらとは異なっていた。このため、この活性は未知の生理活性ペプチドに起因すると考えられた。そこで、高速液体クロマトグラフィーを駆使した複数回の精製と構造解析を実施したところ、脱水型αCGRPを同定した。この脱水型αCGRPは、cAMP産生を誘導する最大効力がαCGRPよりも有意に大きいため、今後そのメカニズムを検討することは興味深いと思われる。また、これまでに新しい生理活性ペプチドとしてNMU precursor-related peptide（NURP）を同定し、興味深い生物活性を有することを示してきた。このNURPについて、その受容体探索を進めた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason NURP受容体を発現する細胞を同定することを目的として、各種培養細胞にNURPを反応させてその効果を検討した。その結果、NURPがある細胞からの生理活性物質の分泌を制御することを見出しており、その制御活性は百日咳毒素による処理により消失したことから、NURP受容体はGiタンパク質と結合するGタンパク質共役型受容体（GPCR）であると示唆された。これまでに、NURPは、プロラクチンを産生・分泌する下垂体前葉細胞に直接作用せず、視床下部に作用して間接的にプロラクチン分泌を促進することを明らかにしている。同様のメカニズムで下垂体からのプロラクチン分泌を促進するProlactin-releasing peptideの受容体はGiタンパク質に共役することから、未だ同定されていないNURP受容体も同タンパク質に共役するGPCRであると以前より予想されており、今回の結果はこれと矛盾しない。そこで、９４種類のリガンドが不明なオーファンGPCRを対象としてNURPによる活性化試験を実施したところ、特定のGPCRが1µMのNURPにより活性化されることを明らかにした。なお、本研究計画の実施に必要な実験機器の故障により研究実施が遅延したため、補助事業期間を延長した。
Strategy for Future Research Activity	オーファンGPCRを対象としたNURP受容体の探索のための活性化試験は、GPCRの下流シグナルに依存しないアッセイ系を用いたため、NURP受容体候補として同定した特定のGPCRがどのGタンパク質に共役しているかは不明である。そこで、NURPによりどの下流シグナルが活性化されるかを、特に細胞内cAMPの変動に着目して検討する。また、各種セルベースアッセイにより、この受容体候補について詳細な薬理学的解析を実施するとともに、その候補の体内分布なども検討することで、NURPの受容体としての機能を検討する。また、NURPの新たな機能についても検索する。
Causes of Carryover	次年度に使用する予定の研究費は、主に物品費として計画していたが使用しなかったものである。物品費については必要最小限の消耗品の購入に充てたため、また実験機器の故障により補助事業期間を延長したために次年度使用額が生じた。次年度は、物品費として使用するとともに、故障した実験機器の更新にも充てる予定である。