ゲノムに潜む鎮痛ペプチド・エンドモルフィンは酸化ストレスのRNA編集で誕生する

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26670288
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 松島 綾美 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60404050)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 遺伝子 / ゲノム / 生体分子 / 脳・神経 / 生理活性 / ペプチド / 疼痛 / 鎮痛

Outline of Annual Research Achievements

強力な鎮痛作用がある神経ペプチド・エンドモルフィンが脳から単離された。これは今からおよそ20年も遡る1997年のことであった。最近では、エンドモルフィンとアトピー患者を苦しめる痒（かゆ）みとの関連も非常に注目されている。しかし、意外なことに、ペプチドが単離されたにもかかわらず、未だにエンドモルフィン遺伝子は不明のままなのである。こうしたなか、申請者は「ゲノム中に遺伝子が見つからないのは、酸化ストレスなど特殊条件の下で、mRNAが転写後の修飾、すなわちRNA編集を受けてエンドモルフィン遺伝子が完成するからだ」と思い至った。そこでこの証明に挑戦している。さらに、神経ペプチド遺伝子の特徴として未同定の神経ペプチドも同時にコードされる可能性が非常に高く、本研究の新規鎮痛薬および抗痒薬開発に対する影響は計り知れない。
第二年度（最終年度）となる本年度は、採択後すぐに申請した次世代シークエンサーを用いた網羅的塩基配列解析「ゲノム支援」の「大規模ゲノム情報生産及び研究リソース構築支援活動」で採択された、網羅的RNAシークエンスについて実験試料のシークエンス結果を送付頂き、解析した。現在のところ、標的配列をもつ神経ペプチド遺伝子の発見には至っていない。しかし、初年度より継続していたエンドモルフィン様ペプチドをコードしていると考えられた遺伝子の断片をPCRにより増幅し、クローンの取得に成功した。このペプチドの配列はエンドモルフィンとは異なるものであった。遺伝子構造の全容を解明するために、RACE法によりこのペプチド遺伝子のクローニングも試みた。だが、クローンの取得には至らなかった。一方で、このペプチドを化学合成し、オピオイド受容体に対する結合試験を実施した。このペプチドは結合能が低いものの、初年度同様にオピオイド受容体に結合することが確認された。

Research Products

• [Journal Article] Specific affinity-labeling of the nociceptin ORL1 receptor using a thiol-activated Cys(Npys)-containing peptide ligands. (2016)
  • Author(s): Matsushima, A., Nishimura, H., Matsuyama, Y., Liu, X., Tommaso Costa, T., and Shimohigashi, Y.
  • Journal Title: Biopolymers Peptide Science Volume: - Pages: -
  • DOI: DOI:10.1002/bip.22792
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ORL1 Nociceptin Receptor Response of Opioid Peptides Derived from Proenkephalin Precursor Protein. (2016)
  • Author(s): Motomatsu, Y., Nishimura, H., Matsusyama, Y., Liu, X., Matsushima, A., and Shimohigashi. Y.
  • Journal Title: Peptide Science 2015 Volume: - Pages: 181-182
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GPCR functional role of Phe-269 and Phe-221 in the molecular switching of ORL1 nociceptin receptor activation. (2015)
  • Author(s): Takesue, Y., Nishimura, H., Liu, X., Matsushima, A., and Shimohigashi. Y.
  • Journal Title: Peptide Science 2014 Volume: - Pages: 203-204
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Receptor selectivity and specificity of a series of opioid peptides latent in the proenkephalin precursor protein. (2015)
  • Author(s): Motomatsu, Y., Nishimura, H., Matsumoto, Y., Kuramitsu, Y., Inamine, S., Matsushima, A., and Shimohigashi. Y.
  • Journal Title: Peptide Science 2014 Volume: - Pages: 205-206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An in silico genomic search of endomorphin-like opioid peptides. (2015)
  • Author(s): atsu, Y., and Shimohigashi. Y.
  • Journal Title: Peptide Science 2014 Volume: - Pages: 281-282
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The molecular switching of ORL1 nociceptin receptor in activation/inactivation. (2015)
  • Author(s): Nishimura, H., Li, J., Isozaki, K., Takesue, Y., Liu, X., Shimohigashi, M., Inamine, S., Matsushima, A., and Shimohigashi. Y.
  • Journal Title: Peptide Science 2014 Volume: - Pages: 201-202
  • Peer Reviewed
• [Presentation] プロエンケファリン前駆体からプロセッシングされる全オピオイドペプチドの受容体サブタイプ特異性 (2015)
  • Author(s): 元松 雄大・西村 裕一・松本 結香・蔵満 由美・稲嶺 翔吾・劉 暁輝・松島 綾美・下東 康幸
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] ORL1疼痛受容体活性化における新規な分子スイッチ (2015)
  • Author(s): 武末祐貴、西村裕一、劉 暁輝、松島綾美、下東康幸
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] ORL1 nociceptin receptor response of opioid peptides derived from proenkephalin precursor protein (2015)
  • Author(s): Yudai Motomatsu, Hirokazu Nishimura, Yutaka Matsuyama, Xiaohui Liu, Ayami Matsushima, and Yasuyuki Shimohigashi
  • Organizer: 第52回ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 平塚市中央公民館（平塚市）
  • Year and Date: 2015-11-16 – 2015-11-18
• [Presentation] Functional Role of the Phe-Phe Stacking Microswich in the ORL1 nociceptin receptor activation (2015)
  • Author(s): uuki Takesue, Hirokazu Nishimura, Xiaohui Liu, Ayami Matsushima, and Yasuyuki Shimohigashi
  • Organizer: 第52回ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 平塚市中央公民館（平塚市）
  • Year and Date: 2015-11-16 – 2015-11-18
• [Presentation] 痛み増強受容体ORL1のPhe269は受容体活性化における新規な分子スイッチ (2015)
  • Author(s): 武末祐貴、西村裕一、劉 暁輝、松島綾美、下東康幸
  • Organizer: 平成27年度日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 九州大学箱崎キャンパス（福岡市）
  • Year and Date: 2015-05-16 – 2015-05-17
• [Remarks] 構造機能生化学（研究室ホームページ）
  • URL: http://lsfb.scc.kyushu-u.ac.jp