G蛋白共役型受容体のヘテロマー形成、並びに受容体の細胞膜移行を司る因子の検索

• 研究課題/領域番号: 15500262
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 上園 保仁 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (20213340)
• 研究分担者: 澁谷 泉 産業医科大学, 医学部, 助教授 (50162649) ; 谷山 紘太郎 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (70030898)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円); 2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
• キーワード: GABAB-受容体 / G蛋白共役型受容体 / Heterodimerization / Xenopus oocyte / FRET / heterologous expression / Electrophysiology / 共焦点レーザ顕微鏡 / GABA-B受容体 / heterodimerization / heterolopous expression / 共焦点レーザー顕微鏡

研究概要

本研究は、クローン化GABA-B受容体(GABAB1R+GABAB2R),オピオイドμ受容体μ-OPR+δ-受容体、並びにカナビノイドCB1Rを発現させた細胞を用いて、異なる3つのアッセイ系を組み合わせて検討を行ったものである。すなわち、
(1)発現受容体の細胞内局在を共焦点レーザーを用いて特定し、(2)発現受容体の多量体化・複合体化をFluorescence Resonance Energy Transfer(FRET)を用いて可視化し、(3)受容体刺激後のシグナル伝達機構を電気生理学的にアッセイし、さらにはμ-OPR, CB1Rのように通常カルシウム動員を惹起しない受容体についても、Gqi5キメラG蛋白と受容体とを結合させた融合クローンを発現させることで受容体シグナルをカルシウムイメージングによって簡便にアッセイするものである。
これらにより、G-protein coupled receptorの多量体・複合体化と細胞内局在、受容体機能との連関を総合的に解析する。さらにこれらのシステムを用いて、受容体複合体化・多量体化に影響を与える因子の検索を行った。
(1)については、共焦点レーザ顕微鏡を用いて、細胞膜上に機能的受容体が発現する際にはすでに細胞内で受容体が複合化しているという知見を得た。(2)については、受容体C末端に蛍光蛋白CFP, YFPを結合させたクローンを作成し、μ-opoidR-CFP+CB1R-YFP受容体がヘテロダイマーを形成して細胞膜に発現していることをFRETにて初めて見いだした。またヘテロダイマーはすでにゴルジ、小胞体でできあがっていることを見いだした。(3)については、GABAB-1R、GABAB-2Rをツメガエル卵母細胞に発現させ、GABAの結合に必要な受容体はGABAB-1Rサブタイプ、シグナルを下流に伝えるのに必要なサブタイプはGABAB-2Rが担っていることを証明した。また、μ-OPR-Gqi5+CB1R、μ-OPR-Gqi5+δ-OPR Rをツメガエル卵母細胞に発現させ、これらの受容体が機能的にもヘテロマーを形成してカルシウムシグナルを引き起こすことを報告した。さらにこの受容体ヘテロダイマー化をHSP90のの阻害剤であるゲルダナマイシンが抑制することを見いだした。
現在はこのアッセイ系をフルに活用し、受容体ヘテロマー形成を調節する因子についてのスクリーニングを行っている。近年受容体ヘテロマー形成により惹起される病態(妊娠中毒症の高血圧、モルヒネ耐性、HIV感染など)が報告されている。これらの病態の治療、予防にダイマー形成阻害薬が臨床応用できるよう、今後とも基礎データを蓄積していく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Selective blockade of nicotinic acetylcholine reseptors by pimobendan, a drug for the treatment of heart failure : reduction of catecholamine secretion and synthesis in adrenal medullary cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: TOYOHIRA, Y., KUBO, T., UEZONO, Y.et al.
  • 雑誌名: Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 371 ページ: 107-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 麻酔薬作用機序におけるG蛋白共役型受容体の関与 (2005)
  • 著者名/発表者名: 南浩一郎, 上園保仁
  • 雑誌名: 麻酔 54 ページ: 118-125
  • NAID: 40006628522
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Selective blockade of nicotinic acetylcholine receptors by pimobendan, a drug for the treatment of heart failure : reduction of catecholamine secretion and synthesis in adrenal medullary cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: TOYOHIRA, Y., KUBO, T., WATANABE, M., UEZONO, Y., YANAGIHARA, N., IZUMI, F.
  • 雑誌名: Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 371 ページ: 107-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The effects of anesthetics on G protein-coupled receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Minami, Yasuhito Uezono
  • 雑誌名: Masui 54 ページ: 118-125
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The effects of neurosteroids : pregnenoron, dehydroepiandrosterone, progesterone on muscarinic receptor-induced responses in Xenopus oocytes expressing cloned M1 and M3 receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: NAKAMURA, M., MINAMI, K., UEZONO, Y., et al.
  • 雑誌名: Naunyn Schmiedeberg's Archives of Pharmacology (In Press)
• [雑誌論文] The effect of the tramadol metabolite O-demethyl tramadol, on the muscarinic receptor-induced responses in Xenopus oocytes expressing the cloned M1 or M3 receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: NAKAMURA, M., MINAMI, K., UEZONO, Y., et al.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia (In Press)
• [雑誌論文] A forskolin derivative, colforsin daropate hydrochloride, inhibits the decrease in cortical renal blood flow induced by noradrenaline or angiotensin II in anesthetized nats. (2004)
  • 著者名/発表者名: OGATA, J., MINAMI, K., UEZONO, Y.et al.
  • 雑誌名: Nephron Physiology 96 ページ: 59-64
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of GABA_B receptors in the human colon. (2004)
  • 著者名/発表者名: UEZONO Y., KAIBARA, M., KAWAKAMI, S et al.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 94 ページ: 211-213
  • NAID: 130000073876
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effects of tramadol on 5-hydroxytryptamine type 2C receptors expressed in Xenopus oocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: OGATA, J., MINAMI, K., UEZONO, Y.et al.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 98 ページ: 1401-1406
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of GABA_B receptors involved in inhibition of motility associated with acetylcholine release in the dog small intestine : possible existence of a heterodimer of GABA_<B1> and GABA_<B2> receptors. (2004)
  • 著者名/発表者名: KAWAKAMI, S., UEZONO, Y., MIKIMOTO, N.et al.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 94 ページ: 368-375
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of G βγ subunits in diverse signaling induced by G_<i/o> -coupled receptors : study using the Xenopus oocyte expression system. (2004)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., KAIBARA, M., MURASAKI, O.et al.
  • 雑誌名: Americal Journal of Physiology - Cell Physiology 287
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Analysis of the effects of halothane on G_i-coupled muscarinic M_2 receptor signaling in Xenopus oocytes using a chimeric Gα protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: MINAMI, K., UEZONO, Y., SHIRAISHI, M.et al.
  • 雑誌名: Pharmacology 72 ページ: 205-212
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of aortic smooth muscle cell proliferation by the intravenous anesthetic ketamine. (2004)
  • 著者名/発表者名: SHIGA, Y., MINAMI, K., UEZONO, Y.et al.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 99 ページ: 1408-1412
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of functional effects of Z-338,a novel gastroprokinetic agent, on the muscarinic M_1,M_2 and M_3 receptors expressed in Xenopus oocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: DOI, Y., MURASAKI, O., UEZONO, Y.et al.
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 505 ページ: 31-35
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A forskolin derivative, colforsin daropate hydrochloride, inhibits the decrease in cortical renal blood flow induced by noradrenaline or angiotensin II in anesthetized rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: OGATA, J., MINAMI, K., SEGAWA, K., UEZONO, Y., SHIRAISHI M., YAMAMOTO, C., SATA, T., KIM, S-T., K.SHIGEMATSU, A.
  • 雑誌名: Nephron Physiology 96 ページ: 59-94
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of GABA_B receptors in the human colon. (2004)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., KAIBARA, M., KAWAKAMI, S., ENJOJI, A., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 94 ページ: 211-213
  • NAID: 130000073876
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effects of tramadol on 5-hydroxytryptamine type 2C receptors expressed in Xenopus oocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: OGATA, J., MINAMI, K., UEZONO, Y., OKAMOTO, T., UETA, Y., SHIGEMATSU.A.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 98 ページ: 1401-1406
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of GABA_B receptors involved in inhibition of motility associated with acetylcholine release in the dog small intestine : possible existence of a heterodimer of GABA_<B1> and GABA_<B2> receptors. (2004)
  • 著者名/発表者名: KAWAKAMI, S., UEZONO, Y., MIKIMOTO, N., ENJOJI, A., KAIBARA, M., KANEMATSU, T., TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 94 ページ: 368-375
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of G βγ subunits in diverse signaling induced by G_<i/o>-coupled receptors : study using the Xenopus oocyte expression system. (2004)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., KAIBARA, M., MURASAKI, O.TANIYAMA, K.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology 287
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Analysis of the effects of halothane on G_i-coupled muscarinic M_2 receptor signaling in Xenopus oocytes using a chimeric Gα protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: MINAMI, K., UEZONO, Y., SHIRAISHI, M., OKAMOTO, T., OGATA, J., TANIYAMA, K., SHIGEMATSU, A.
  • 雑誌名: Pharmacology 72 ページ: 205-212
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of aortic smooth muscle cell proliferation by the intravenous anesthetic ketamine. (2004)
  • 著者名/発表者名: SHIGA, Y., MINAMI, K., SEGAWA, K., UEZONO, Y., SHIRAISHI, M., SATA T, Sung-Teh, K.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 99 ページ: 1408-1412
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of functional effects of Z-338, a novel gastroprokinetic agent, on the muscarinic M_1,M_2 and M_3 receptors expressed in Xenopus oocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: DOI, Y., MURASAKI, O., KAIBARA, M., UEZONO, Y., HAYASHI, H., YANO, K., TAINYAMA, K.
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 505 ページ: 31-35
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of functional effects of Z-338, a novel gastroprokinetic agent, on the muscarinic M1, M2 and M3 receptors expressed in Xenopus oocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: DOI, Y., MURASAKI, O., KAIBARA, M., UEZONO, Y., et al.
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 505 ページ: 31-35
• [雑誌論文] Involvement of G βγsubunits in diverse signaling induced by Gi/o-coupled receptors : study using the Xenopus oocyte expression system. (2004)
  • 著者名/発表者名: UEZONO, Y., KAIBARA, M., MURASAKI, O., TANIYAMA,K.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology 287
• [雑誌論文] Analysis of the effects of anesthetics on the function of Gi-coupled muscarinic M2 receptors expressed in Xenopus oocytes using a chimeric Gα protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: MINAMI, K., UEZONO, Y., SHIRAISHI, M., et al.
  • 雑誌名: Pharmacology 72 ページ: 205-212
• [雑誌論文] Inhibition of aortic smooth muscle cell proliferation by the intravenous anesthetic ketamine. (2004)
  • 著者名/発表者名: SHIGA, Y., MINAMI, K., SEGAWA, K., UEZONO, Y., et al.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 99 ページ: 1408-1412
• [雑誌論文] Mechanism of cytosolic Ca^<2+> suppression by prostaglandin E_2 receptors in rat melanotrophs. (2003)
  • 著者名/発表者名: NAGATA T, HARAYAMA N, SAKAKI N, INOUE M, TANAKA K, TOYOHIRA Y, UEZONO, Y et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 15 ページ: 33-41
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of the intravenously administrated anesthetics ketamine, propofol, and thiamylal on the cortical renal blood flow by in rats. (2003)
  • 著者名/発表者名: SHIGA Y, MINAMI K, SEGAWA K, UEZONO Y et al.
  • 雑誌名: Pharmacology 68 ページ: 17-23
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Destabilization of Na_v1.7 sodium channel a subunit mRNA by constitutive phosphorylation of ERK : negative regulation of steady-state level of cell surface functional sodium channels in adrenal chromaffin cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: YANAGITA T, KOBAYASHI H, UEZONO Y et al.
  • 雑誌名: Molecular Pharmacology 63 ページ: 1125-1136
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of the norepinephrine transporter function in cultured bovine adrenal medullary cells by Bisphenol A. (2003)
  • 著者名/発表者名: TOYOHIRA Y, UTSUNOMIYA K, UEZONO Y.et al.
  • 雑誌名: Biochemical Pharmacology 65 ページ: 2049-2054
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effects of ketamine and pentobarbital on substance P receptors expressed in Xenopus oocytes. (2003)
  • 著者名/発表者名: OKAMOTO T., MINAMI K., UEZONO Y.et al.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 97 ページ: 104-110
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effects of alphaxalone on M_1 and M_3 muscarinic receptors expressed in Xenopus oocytes. (2003)
  • 著者名/発表者名: SHIRAISHI, M., MINAMI, K., UEZONO, Y.et al.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 97 ページ: 449-455
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 消化管運動とセロトニン (2003)
  • 著者名/発表者名: 上園保仁, 貝原宗重, 林日出喜 他
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 21 ページ: 656-657
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 消化管運動における壁内神経系 (2003)
  • 著者名/発表者名: 上園保仁, 貝原宗重, 林日出喜 他
  • 雑誌名: 自律神経 40(2) ページ: 116-121
  • NAID: 50000263157
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 受容体と食道機能 (2003)
  • 著者名/発表者名: 谷山紘太郎, 貝原宗重, 上園保仁 他
  • 雑誌名: 治療学 37(5) ページ: 27-30
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of 5-hydroxypriptamine (serotonin) receptors in intestinal motility and ion transport. (2003)
  • 著者名/発表者名: TANIYAMA, K., SKURAI-YAMASHITA, Y., UEZONO, Y.et al.
  • 雑誌名: The Journal of Surgical Metabolism and Nutrition 37 ページ: 171-178
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mechanism of cytosoltc Ca^<2+> suppression by prostaglandin E_2 receptors in rat melanotrophs. (2003)
  • 著者名/発表者名: NAGATA, T., HARAYAMA, N., SAKAKI, N., INOUE, M., TANAKA, K., TOYOHIRA, Y., UEZONO, Y., MARUYAMA, T., YANAGIHARA, N., UETA, Y., SHIBUYA, I.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 15 ページ: 33-41
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of the intravenously administrated anesthetics ketamine, propofol, and thiamylal on the cortical renal blood flow by in rats. (2003)
  • 著者名/発表者名: SHIGA, Y., MINAMI, K., SEGAWA, K., UEZONO, Y., NAGAOKA, E., SHIRAISHI, M., NOGUCHI, T., SHIGEMATSU, A.
  • 雑誌名: Pharmacology 68 ページ: 17-23
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Destabilization of Na_v1.7 sodium channel a subunit mRNA by constitutive phosphorylation of ERK : negative regulation of steady-state level of cell surface functional sodium channels in adrenal chromaffin cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: YANAGITA, T., KOBAYASHI, H., UEZONO, Y., YOKOO, H., SUGANO, T., SAITOH, T., MINAMI, S., SHIRAISHI, S., WADA, A.
  • 雑誌名: Molecular Pharmacology 63 ページ: 1125-1136
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of the norepinephrine transporter function in cultured bovine adrenal medullary cells by Bisphenol A. (2003)
  • 著者名/発表者名: TOYOHIRA, Y., UTSUNOMIYA, K., UENO, S., MINAMI, K., UEZONO, Y., YOSHIMURA, R., TSUTSUI, M., IZUMI, F., YANAGIHARA, N.
  • 雑誌名: Biochemical Pharmacology 65 ページ: 2049-2054
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effects of ketamine and pentobarbital on substance P receptors expressed in Xenopus oocytes. (2003)
  • 著者名/発表者名: OKAMOTO, T., MINAMI, K., UEZONO, Y., OGATA, J., SHIGEMATSU, A., UETA, Y.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 97 ページ: 104-110
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effects of alphaxalone on M_1 and M_3 muscarinic receptors expressed in Xenopus oocytes. (2003)
  • 著者名/発表者名: SHIRAISHI, M., MINAMI, K., SHIBUYA, I., OKAMOTO, T., UEZONO, Y., MURASAKI, O., KAIBARA, M., SHIGEMATSU, A.
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 97 ページ: 449-455
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Serotonin and gastrointestinal motility. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yasuhito Uezono, Muneshige Kaibara, Hideki Hayashi, Kohtaro Taniyama
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience (In Japanese) 21 ページ: 656-657
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Peripheral autonomic nerves in digestive motility. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yasuhito Uezono, Muneshige Kaibara, Hideki Hayashi, Kohtaro Taniyama
  • 雑誌名: Journal of the Japan Society of Neurovegetative Research 40(2) ページ: 116-121
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functional esophageal movement and receptors. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kohtaro Taniyama, Muneshige Kaibara, Yasuhito Uezono, Hideki Hayashi
  • 雑誌名: Biomedicine and Therapeutics 37(5) ページ: 27-30
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of 5-hydroxypriptamine (serotonin) receptors in intestinal motility and ion transport. (2003)
  • 著者名/発表者名: TANIYAMA, K., SKURAI-YAMASHITA, Y., UEZONO, Y., KAIBARA, M., KANEMATSU T.
  • 雑誌名: Journal of Surgical Metabolism and Nutrition 37 ページ: 171-178
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Current Topics in Drug Therapeutics (2005)
  • 著者名/発表者名: MINAMI, K., UEZONO, Y.
  • 出版者: (In press)
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