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2013 Fiscal Year Research-status Report

TRPM2の新規活性化機構とその機能異常が導く細胞死の解明

Research Project

Project/Area Number 24590275
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

沼田 朋大  京都大学, 地球環境学堂, 助教 (20455223)

KeywordsTRP / 細胞容積調節 / パッチクランプ / TRPM2 / CD38 / EFHC1 / てんかん / 国際情報交換
Research Abstract

これまで、TRPM2の活性化機構や細胞死に関わる報告は、活性酸素種による研究が主に行われていたが、高浸透圧刺激など生理的な環境における活性化機構に関わる報告は全くなかった。本課題は、前年度に引き続き相互作用タンパク質によって活性制御を受けるという新たな活性化機構を提唱する。本課題では、細胞に高浸透圧刺激を与えた際に活性化するTRPM2の活性化シグナルおよびその分子機構の解明と細胞死への関与の解析を行った。これらの課題を遂行することで、TRPM2の新規活性化機構と細胞死の原因解明を目指した。
本年度は、以下の課題を設けて研究を遂行した。
1.上皮細胞に発現するTRPM2の活性化機構の解明
高浸透圧刺激を行った後のシグナルには、MAP Kinase、tyrosine Kinase、PKC、PKA、酸化ストレスなど複数のシグナルが活性化することが知られている一方、主な活性化経路は、NAD+、ADPr、cADPr、酸化ストレスやCa2+がその活性に重要だということが報告されている。そこで、これらの活性化機構におけるメカニズムの相違を確認した。その結果、高浸透圧刺激の活性化には活性酸素種、Ca2+およびADPr産生が重要であることが判明した。
2.TRPM2およびEFHC1を共発現させた際の機能変化の解析
EFHC1は若年性てんかんの原因遺伝子であり、電位依存性R型Ca2+チャネルのC末端に結合することで電流増強を惹起するが、てんかん家系に見られるEFHC1、5種類の点変異体変異では、R型カルシウムチャネルに対する電流増強効果が消失するということを報告した。そこで、今回、EFHC1変異体と遺伝子多型の3種の変異体を含め8種の変異体のTRPM2の機能に対する機能評価をCa2+測光および電気生理学測定によって評価した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

上皮細胞に発現するTRPM2の活性化機構の解明として、課題を遂行してきた結果として、
2012年J. Physiol. (London)に「The ΔC splice-variant of TRPM2 is the hypertonicity-induced cation channel in HeLa cells, and the ecto-enzyme CD38 mediates its activation」の報告をした。
その一方で、てんかんに関わるTRPM2活性のEFHC1による調節機構の解明として、
2012年Cell Calciumに「The juvenile myoclonic epilepsy-related protein EFHC1 interacts with the redox-sensitive TRPM2 channel linked to cell death」の報告をした。
これらの結果より、本年度の研究の計画はおおむね順調に進展しており、研究の目的は達成できた。

Strategy for Future Research Activity

TRPM2は、酸化ストレスによって活性化するイオンチャネルとして良く知られている。そこで、活性酸素種や高浸透圧溶液が多く発生する体内の場所や現象に着目し、今回の課題の結果を踏まえたうえで、in vivoにおけるTRPM2の役割の解明として、TRPM2欠損マウスを用いて新たに研究を展開していきたい。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Temperature sensitivity of acid-sensitive outwardly rectifying (ASOR) anion channels in cortical neurons is involved in hypothermic neuroprotection against acidotoxic necrosis.2014

    • Author(s)
      Sato-Numata K, Numata T, Okada Y.
    • Journal Title

      Channels (Austin)

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acid-sensitive outwardly rectifying (ASOR) anion channels in human epithelial cells are highly sensitive to temperature and independent of ClC-3.2013

    • Author(s)
      Sato-Numata K, Numata T, Okada T, Okada Y.
    • Journal Title

      Pflugers Arch

      Volume: 465 Pages: 1535-1543

    • DOI

      10.1007/s00424-013-1296-y.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transnitrosylation directs TRPA1 selectivity in N-nitrosamine activators.2013

    • Author(s)
      Kozai D, Kabasawa Y, Ebert M, Kiyonaka S, Firman, Otani Y, Numata T, Takahashi N, Mori Y, Ohwada T.
    • Journal Title

      Mol Pharmacol.

      Volume: 85 Pages: 175-185

    • DOI

      10.1124/mol.113.088864.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel HCN2 Mutation Contributes to Febrile Seizures by Shifting the Channel's Kinetics in a Temperature-Dependent Manner.2013

    • Author(s)
      Nakamura Y, Shi X, Numata T, Mori Y, Inoue R, Lossin C, Baram TZ, Hirose S.
    • Journal Title

      PLoS One.

      Volume: 4 Pages: e80376

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0080376.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] TRP channels as sensors of oxygen availability.2013

    • Author(s)
      Numata T, Ogawa N, Takahashi N, Mori Y.
    • Journal Title

      Pflugers Arch.

      Volume: 465 Pages: 1075-1085

    • DOI

      10.1007/s00424-013-1237-9.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Targeting TRPs in neurodegenerative disorders.2013

    • Author(s)
      Takada Y, Numata T, Mori Y.
    • Journal Title

      Curr Top Med Chem.

      Volume: 13 Pages: 322-334

    • DOI

      10.2174/1568026611313030009

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cardiac TRPM2 aggravate ischemia reperfusion injury2014

    • Author(s)
      Numata T, Shimizu S, Mori Y
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      20140316-20140318
    • Invited
  • [Presentation] 家族性熱性けいれんにて発見されたHCNチャネル遺伝子変異の機能解析2014

    • Author(s)
      Nakamura Y, Shi X, Numata T, Mori Y, Inoue R, Hirose S
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      20140316-20140318
  • [Presentation] N型Caチャネルノックアウトマウスを用いた糖尿病性腎症におけるN型Caチャネルの意義の検討2013

    • Author(s)
      大野祥子、横井秀基、笠原正登、森 潔、桑原宏一郎、藤倉純二、内藤雅喜、桒原孝成、今牧博貴、石井輝、古賀健一、沼田 朋大、菅原照、森 泰生、中尾一和、向山政志
    • Organizer
      第36回日本高血圧学会総会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      20131024-20131026
  • [Presentation] Volume-related ion channels involved in cell survival-death switching.2013

    • Author(s)
      Okada, Y., Sato-Numata, K., Numata, T., Wehner, F., Shimizu, T., Sakai, H., Akita, T., Okada, T.
    • Organizer
      Bulletin of Siberian Medicine-10th International Congress:Cell Volume Regulation: Novel Therapeutic Targets & Pharmacological Approaches (CVR2013)
    • Place of Presentation
      Moscow, Russia
    • Year and Date
      20130826-20130829
    • Invited
  • [Presentation] TRPP3 is a voltage dependent non-selective cation channel2013

    • Author(s)
      Numata T, Yamada K, Hirose S, Mori Y
    • Organizer
      The 2nd HD physiology international symposium
    • Place of Presentation
      丸の内 MY PLAZA HALL
    • Year and Date
      20130628-20130629
  • [Presentation] 糖尿病性腎症におけるN型カルシウムチャネルの意義2013

    • Author(s)
      大野祥子、向山政志、横井秀基、笠原正登、森 潔、藤倉純二、桑原宏一郎、内藤雅喜、桒原孝成、今牧博貴、石井輝、古賀健一、沼田 朋大、菅原照、森 泰生、中尾一和
    • Organizer
      第56回日本腎臓学会学術総会
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム
    • Year and Date
      20130510-20130512

URL: 

Published: 2015-05-28  

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