脳虚血にpH感知性受容体は機能しているか～受容体欠損マウスを用いた解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25670617
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 岡島 史和 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (30142748)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: プロトン / GPCR / ミクログリア / 中枢神経

Outline of Annual Research Achievements

虚血時には低酸素と酸性化（低pH）が伴う。これは酸素供給の低下とそれを反映した解糖系の亢進による乳酸産生の増加に基づく。本研究では、脳虚血に曝された細胞が再灌流時のダメージとそれからの回復に対して、我々を含む国内外のグループによって発見されたpH感知性受容体がどのように関わっているかについて、脳梗塞モデル実験、ミクログリア、神経細胞を用いた作用機構解析によって明らかにする。その結果、以下の知見が得られた。
(1) 脳梗塞実験：中大脳動脈の虚血再灌流による24時間後のTTC染色やニッスル染色、また、運動機能測定から梗塞で明らかなな傷害が観察される。本年度は傷害の程度に及ぼすTDAG8欠損の効果を調べた。その結果、TDAG8欠損で傷害が進行している傾向があった。今後、この点を確認したい。このことは、TDAG8が虚血再灌流後の傷害に対して保護的に機能していることが示唆している。
(2) ミクログリア：MAPKを中心に解析した。阻害薬の実験から、LPSはNAkB,JNK,ERKが関与していること、その中で、酸性pHがJNK, ERKを抑制することが見いだされた。今後、酸性pHのMAPK活性制御がTDAG8を介しているかどうかを見極める必要がある。
(3) N1E115神経細胞では酸性pHによって、カルシウム動員、Aktのリン酸化、nNOSリン酸化、cGMP産生が観察される。N1E115細胞ではOGR1とGPR4が発現している。そこで、本年度はOGR1に対するsiRNAを用い受容体のノックダウン細胞を作成して解析したところ、細胞外pHの低下はOGR1/Gq/ホスホリパーゼC/カルシウム/nNOSの活性化を介してcGMP酸性を促進していることが推定された。AktはnNOSのS1412をリン酸化してnNOSを活性化する可能性があるが、Akt/nNOSリン酸化介した経路は細胞外pH低下によるcGMP産生制御にはあまり関与していないことが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Extracellular acidification activates ovarian cancer G-protein-coupled receptor 1 and GPR4 homologs of zebra fish. (2015)
  • Author(s): Mochimaru Y, Azuma M, Oshima N, Ichijo Y, Satou K, Matsuda K, Asaoka Y, Nishina H, Nakakura T, Mogi C, Sato K, Okajima F, Tomura H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: in press Pages: 印刷中
  • DOI: doi:10.1016/j.bbrc.2014.12.105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ionotropic and metabotropic proton-sensing receptors involved in airway inflammation in allergic asthma. (2014)
  • Author(s): Aoki H, Mogi C, Okajima F.
  • Journal Title: Mediators of Inflammation Volume: volume 2014 Pages: ID 712962
  • DOI: doi.org/10.1155/2014/712962
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acidic pH increases cGMP accumulation through the OGR1/phospholipase C/Ca2+/neuronal NOS pathway in N1E-115 neuronal cells. (2014)
  • Author(s): Kotake M, Sato K, Mogi C, Tobo M, Aoki H, Ishizuka T, Sunaga N, Imai H, Kaira K, Hisada T, Yamada M, Okajima F
  • Journal Title: Cellular Signaling Volume: 26 Pages: 2326-2332
  • DOI: doi:10.1016/j.cellsig.2014.07.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sphingosine 1-phosphate induced anti-atherogenic and atheroprotective M2 macrophage polarization through IL-4. (2014)
  • Author(s): Park SJ, Lee KP, Kang S, Lee J, Sato K, Chung HY, Okajima F, Im DS.
  • Journal Title: Cellular Signalling Volume: 26 Pages: 2249-2258
  • DOI: doi:10.1016/j.cellsig.2014.07.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lipoprotein-associated lysolipid molecules are differentially involved in high-density lipoprotein- and its oxidized form-induced neurite remodeling in PC12 cells. (2014)
  • Author(s): Sato K, Tobo M, Mogi C, Murata N, Kotake M, Kuwabara A, Im DS, and Okajima F.
  • Journal Title: Neurochemistry International Volume: 68 Pages: 38-47
  • DOI: doi: 10.1016/j.neuint.2014.02.005.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] nhibition of interleukin-1 production by extracellular acidification through the TDAG8/cAMP pathway in mouse microglia. (2014)
  • Author(s): Jin Y, Sato K, Ayaka Tobo, Mogi C, Tobo M, Murata N, Ishii S, Im DS, Okajima F.
  • Journal Title: Journal Neurochemistry Volume: 129 Pages: 683-695
  • DOI: DOI: 10.1111/jnc.12661
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of extracellular proton-sensing receptors in regulation of insulin secretion and pancreatic βcell functions. (2014)
  • Author(s): Mogi C, Nakakura T, and Okajima F.
  • Journal Title: Endocrine Journal Volume: 61 Pages: 101-110
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1507/endocrj.EJ13-0380
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Critical role of proton-sensing OGR1 in dendritic cells in development of asthma (2014)
  • Author(s): Haruka Aoki, Chihiro Mogi, Takeshi Hisada, Takashi Nakakura, Yosuke Kamide, Isao Ichimonji, Hideaki Tomura, Masayuki Tobo, Koichi Sato, Hiroaki Tsurumaki, Kunio Dobashi, Tetsuya Mori, Akihiro Harada, Masatomo Mori, Tamotsu Ishizuka, Fumikazu Okajima
  • Organizer: International cymposium on "Homeostasis through development, life, and diseases."
  • Place of Presentation: Tojo Hall, Gunma University
  • Year and Date: 2014-11-07
• [Presentation] マウスミクログリアにおいて酸性pHはTDAG8/PKAを介してMAPK系を抑制することによってIL-1β産生を抑制する (2014)
  • Author(s): 佐藤幸市、金曄、当房文香、茂木千尋、岡島史和
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 気管支喘息におけるプロトン感知性Gタンパク質共役受容体OGR1の役割 (2014)
  • Author(s): 岡島史和、青木 悠、茂木千尋、佐藤幸市
  • Organizer: 第１３回生体機能研究会
  • Place of Presentation: ホテルパーク （岐阜市）
  • Year and Date: 2014-07-18 – 2014-07-19
• [Presentation] プロトン感知性Gタンパク質共役受容体OGR1の気管支喘息における役割 (2014)
  • Author(s): 青木 悠、茂木千尋、佐藤幸市、岡島史和
  • Organizer: 第１３回生命科学研究会
  • Place of Presentation: JRタワーホテル日航札幌
  • Year and Date: 2014-06-20 – 2014-06-21
• [Presentation] 気管支喘息モデルにおけるプロトン感知性受容体OGR1の役割 (2014)
  • Author(s): 青木悠、茂木千尋、久田剛志、古賀康彦、小野昭浩、関香織、矢冨正清、上出庸介、鶴巻寛朗、西岡正樹、土橋邦生、森昌朋、石塚全、山田正信、岡島史和
  • Organizer: 第26回日本アレルギー学会春季臨床大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2014-05-09 – 2014-05-11
  • Invited
• [Presentation] マスト細胞において酸化ストレスは遅発性にLTC4産生を亢進させる (2014)
  • Author(s): 関香織、久田剛志、上出庸介、鶴巻寛朗、青木悠、矢冨正清、小野昭浩、古賀康彦、土橋邦生、山田正信、岡島史和、石塚全
  • Organizer: 第26回日本アレルギー学会春季臨床大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2014-05-09 – 2014-05-11
• [Presentation] Proton-sensing OGR1 on dendritic cell is required for airway responses in a murine asthma model (2014)
  • Author(s): 青木悠、茂木千尋、久田剛志、砂長則明、古賀康彦、小野昭浩、解良恭一、上出庸介、関香織、矢冨正清、鶴巻寛朗、小竹美絵、西岡正樹、笠原礼光、土橋邦生、山田正信、石塚全、岡島史和
  • Organizer: 第54回日本呼吸器学会学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
  • Year and Date: 2014-04-25 – 2014-04-27