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2023 Fiscal Year Research-status Report

粘液線毛クリアランスにおける細胞骨格関連タンパク質の研究

Research Project

Project/Area Number 21K16125
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

川口 高徳  立命館大学, 薬学部, 助教 (70844281)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords線毛 / ERMタンパク質 / 足場タンパク質 / アドレナリン受容体 / 膜タンパク質 / リン酸化 / 阻害剤 / 感染防御
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、肺防御の第一線を担う気道線毛のActin細胞骨格に関わるタンパク質の、線毛形成および運動制御におけるメカニズム解明を目指した研究を行なっている。本年度では、昨年度より推進したEzrin InhibitorであるNSC305787を用いた解析をより詳細に行った。ヒト気管支上皮細胞 (Normal Human Bronchial Epithelial cells; NHBE) に対して、Air-Liquid Interface (ALI) 培養を行い、分化後の線毛細胞に対し、NSC305787の濃度および時間依存的なEzrinのリン酸化レベルの変化を解析した。Ezrinのリン酸化レベルの変化に伴うEzrin、線毛運動制御に関わるβ2アドレナリン受容体の局在変化における解析により、Ezrinのリン酸化がβ2アドレナリン受容体のアピカル膜での局在に重要であることが明らかとなった。このEzrinリン酸化によるβ2アドレナリン受容体の局在制御に関連して、β2アドレナリン受容体アゴニストによる線毛運動の活性化が、NSC305787により減弱することが明らかとなった。
本研究結果について取り纏め、国際学術誌であるBiochemical and Biophysical Research Communicationsに報告した。
また、2023年度は、日本薬学会関西支部例会や生体膜と薬物の相互作用シンポジウム、日本生理学会年会、日本生化学会年会などの学会にて成果発表を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の予定では、2-3年次において、Ezrinノックダウンマウスにおける気管および肺の線毛の形態形成の変化や、線毛運動によって変化すると考えられる気管の微粒子の排出速度の変化の定量的解析、合わせてEzrinノックダウンマウスの気管・肺の線毛運動において、β2アドレンリン受容体のアゴニストであるプロカテロールを用いた解析を目標としていた。
しかし、本年度はそれに留まらず、Ezrin InhibitorであるNSC305787を用いて、NHBE細胞におけるリン酸化阻害効果や、それにともなう線毛運動活性化機構に対するEzrinリン酸化の阻害効果を検討した。その結果として、NSC305787の濃度および時間依存的なEzrinのリン酸化レベルの変化の詳細な解析を実現し、併せてリン酸化レベルの変化にともなう線毛運動変化の評価およびEzrin、β2アドレンリン受容体のアピカル膜における局在の相関を評価することで、これらの結果をBiochemical and Biophysical Research Communicationsに投稿することができた。

Strategy for Future Research Activity

最終年度は、EzrinおよびMoesinの発現抑制マウスにおける、Actin細胞骨格制御を介した線毛形成および線毛運動の解析を行う。そのために、サイトカラシンDを用いた線毛形成障害の比較観察や、Actin細胞骨格のアピカル領域での骨格再構築を制御するRho GTPaseであるRac1やRhoA、Cdc42の活性変化と線毛形成および線毛運動に関する影響を解析する。また、線毛運動の活性化および活性低下の現象の簡便な解析を実現するために、線毛運動を阻害する薬剤の探索を行う。

Causes of Carryover

昨年度発注分が本年度の納品となったこと、次年度使用額が生じた。次年度では、Rho GTPaseの解析や、阻害剤の購入のため、より実験試薬の購入が必要となる。

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Inhibition of ezrin phosphorylation by NSC305787 attenuates procaterol-stimulated ciliary beating in airway cilia2024

    • Author(s)
      Kawaguchi Kotoku、Yokoyama Sakura、Wang Haoting、Asano Shinji
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 703 Pages: 149685~149685

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2024.149685

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ambroxol-Enhanced Frequency and Amplitude of Beating Cilia Controlled by a Voltage-Gated Ca2+ Channel, Cav1.2, via pHi Increase and [Cl?]i Decrease in the Lung Airway Epithelial Cells of Mice2023

    • Author(s)
      Nakahari Takashi、Suzuki Chihiro、Kawaguchi Kotoku、Hosogi Shigekuni、Tanaka Saori、Asano Shinji、Inui Toshio、Marunaka Yoshinori
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Pages: 16976~16976

    • DOI

      10.3390/ijms242316976

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of <i>TEKTIN1</i>‐expressing multiciliated cells during spontaneous differentiation of non‐human primate embryonic stem cells2023

    • Author(s)
      Nishie Tomomi、Ohta Yoshio、Shirai Emi、Higaki Shogo、Shimozawa Nobuhiro、Narita Keishi、Kawaguchi Kotoku、Tanaka Hideyuki、Mori Chika、Tanaka Taiga、Hirabayashi Masumi、Suemori Hirofumi、Kurisaki Akira、Tooyama Ikuo、Asano Shinji、Takeda Sen、Takada Tatsuyuki
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 28 Pages: 516~525

    • DOI

      10.1111/gtc.13031

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Inhibitory effect of cytoplasmic dynein inhibitors on axonemal dynein2024

    • Author(s)
      Kotoku Kawaguchi, Shiori Morimoto, Boshi Zhao, Takashi Nakahari, Shinji Asano
    • Organizer
      The Annual Meeting of The Physiological Society of Japan (101)
  • [Presentation] 多線毛細胞での細胞質Dynein阻害剤の線毛運動阻害効果の検討2023

    • Author(s)
      川口高徳、守本栞、Zhao Boshi、浅野真司
    • Organizer
      第44回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • [Presentation] 多線毛細胞における細胞質Dynein阻害剤の線毛運動への検討2023

    • Author(s)
      川口高徳、守本栞、Zhao Boshi、廣澤孝駿、浅野真司
    • Organizer
      第96回 日本生化学会
  • [Presentation] 多線毛細胞における細胞質Dynein阻害剤の線毛運動への効果の検討2023

    • Author(s)
      川口高徳
    • Organizer
      第65回 歯科基礎医学会
  • [Presentation] 脳室線毛運動を活性化する因子の探索 ―アデノシンは脳室線毛運動を活性化する―2023

    • Author(s)
      辻 涼香、LIU Yixin、平尾拓也、川口高徳、浅野真司
    • Organizer
      第73回 日本薬学会 関西支部大会
  • [Presentation] Ezrinリン酸化阻害剤NSC305787の線毛運動に対する効果の検討2023

    • Author(s)
      横山さくら、Wang Haoting、川口高徳、浅野真司
    • Organizer
      第73回 日本薬学会 関西支部大会
  • [Presentation] 細胞質ダイニン阻害剤による線毛運動阻害効果の検討2023

    • Author(s)
      守本 栞、Zhao Boshi、廣澤孝駿、川口高徳、浅野真司
    • Organizer
      第73回 日本薬学会 関西支部大会

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Published: 2024-12-25  

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