浸透圧感受性TRPチャネルの活性化分子機構とその生理的役割の解明

• 研究課題/領域番号: 15K08197
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 沼田 朋大 福岡大学, 医学部, 講師 (20455223)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 機械刺激 / TRP / 細胞容積調節 / 浸透圧 / イオンチャネル / 細胞死 / パッチクランプ / クロライドイオン / TRPM2 / TRPM7 / 脂質 / 温度

研究成果の概要

これまで、細胞容積調節能に関わる浸透圧刺激で活性化するイオンチャネルの活性化分子機構や生体における生理的役割の理解は、十分ではなかった。そこで、それぞれのイオンチャネルの活性化機構および生理的役割を分子レベルから組織、個体レベルまで多階層で包括的理解を目指した。研究の成果として、腎臓に多く多発性嚢胞腎の原因遺伝子PKD1,PKD2L1の活性化機構及び、物理・化学的な刺激で活性化するTRPチャネル(TRPV1, M2, M4)の生理的な役割、浸透圧変化で活性化するクロライドチャネルの水分分泌機構について報告を行った。

研究成果

• [国際共同研究] マックスプランク分子生理学研究所/労働生理学研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] 浙江大学/大連医科大学(中国)
• [国際共同研究] ウズベキスタン科学アカデミー生理学・生物物理学研究所(ウズベキスタン)
• [国際共同研究] ウズベキスタン科学アカデミー・生物有機・分子生理(ウズベキスタン)
• [国際共同研究] マックスプランク分子生理研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] Baylor College of Medicine(米国)
• [国際共同研究] マックスプランク研究所(ドイツ)
• [雑誌論文] Cellular mechanism for herbal medicine Junchoto to facilitate intestinal Cl-/water secretion that involves cAMP-dependent activation of CFTR (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Numata, Kaori Sato-Numata, Yasunobu Okada, Ryuji Inoue
  • 雑誌名: Journal of Natural Medicines 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 694-705
  • DOI: 10.1007/s11418-018-1207-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Strategy to Attain Remarkably High Photoinduced Charge-Separation Yield of Donor-Acceptor Linked Molecules in Biological Environment via Modulating Their Cationic Moieties (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Cai, Y. Takano, T. Numata, R. Inoue, Y. Mori, T. Murakami, and H. Imahori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 121 号: 32 ページ: 17457-17465
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b04466
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Uncovering the arrhythmogenic potential of TRPM4 activation in atrial-derived HL-1 cells using novel recording and numerical approaches (2017)
  • 著者名/発表者名: Hu Yaopeng、Duan Yubin、Takeuchi Ayako、Hai-Kurahara Lin、Ichikawa Jun、Hiraishi Keizo、Numata Tomohiro、Ohara Hiroki、Iribe Gentaro、Nakaya Michio、Mori Masayuki X.、Matsuoka Satoshi、Ma Genshan、Inoue Ryuji
  • 雑誌名: Cardiovascular Research 巻: 113 号: 10 ページ: 1243-1255
  • DOI: 10.1093/cvr/cvx117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Integrative Approach with Electrophysiological and Theoretical Methods Reveals a New Role of S4 Positively Charged Residues in PKD2L1 Channel Voltage-Sensing (2017)
  • 著者名/発表者名: Numata Tomohiro、Tsumoto Kunichika、Yamada Kazunori、Kurokawa Tatsuki、Hirose Shinichi、Nomura Hideki、Kawano Mitsuhiro、Kurachi Yoshihisa、Inoue Ryuji、Mori Yasuo
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 9760-9760
  • DOI: 10.1038/s41598-017-10357-3
  • NAID: 120006364088
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct Mechanism of Cysteine Oxidation-Dependent Activation and Cold Sensitization of Human Transient Receptor Potential Ankyrin 1 Channel by High and Low Oxaliplatin (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyake Takahito、Nakamura Saki、Meng Zhao、Hamano Satoshi、Inoue Keisuke、Numata Tomohiro、Takahashi Nobuaki、Nagayasu Kazuki、Shirakawa Hisashi、Mori Yasuo、Nakagawa Takayuki、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 8 ページ: 878-878
  • DOI: 10.3389/fphys.2017.00878
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct contributions of LRRC8A and its paralogs to the VSOR anion channel from those of the ASOR anion channel (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaori Sato-Numata, Tomohiro Numata, Ryuji Inoue, Ravshan Z. Sabirov and Yasunobu Okada.
  • 雑誌名: Channels 巻: 11(2) 号: 2 ページ: 167-172
  • DOI: 10.1080/19336950.2016.1230574
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct pharmacological and molecular properties of the acid-sensitive outwardly rectifying (ASOR) anion channel from those of the volume-sensitive outwardly rectifying (VSOR) anion channel (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaori Sato-Numata, Tomohiro Numata, Ryuji Inoue, Yasunobu Okada
  • 雑誌名: Pflugers Archiv - European Journal of Physiology 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 795-803
  • DOI: 10.1007/s00424-015-1786-1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Different Contribution of Redox-Sensitive Transient Receptor Potential Channels to Acetaminophen-Induced Death of Human Hepatoma Cell Line (2016)
  • 著者名/発表者名: Badr H, Kozai D, Sakaguchi R, Numata T, Mori Y
  • 雑誌名: Front. Pharmacol. 巻: 7 ページ: 19-19
  • DOI: 10.3389/fphar.2016.00019
  • NAID: 120005848247
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optical control of neuronal firing via photoinduced electron transfer in donor–acceptor conjugates (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuta Takano, Tomohiro Numata, Kazuto Fujishima, Kazuaki Miyake, Kazuya Nakao, Wesley David Grove, Ryuji Inou, Mineko Kengaku, Shigeyoshi Sakaki, Yasuo Mori, Tatsuya Murakami and Hiroshi Imahori
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: n.d. 号: 5 ページ: 3331-3337
  • DOI: 10.1039/c5sc04135j
  • NAID: 120005841415
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ablation of the N-type calcium channel ameliorates diabetic nephropathy with improved glycemic control and reduced blood pressure. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohno S, Yokoi H, Mori K, Kasahara M, Kuwahara K, Fujikura J, Naito M, Kuwabara T, Imamaki H, Ishii A, Saleem MA, Numata T, Mori Y, Nakao K, Yanagita M, Mukoyama M
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 27192-27192
  • DOI: 10.1038/srep27192
  • NAID: 120007100128
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of MMP1 as a novel risk factor for intracranial aneurysms in ADPKD using iPSC models. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ameku T, Watanabe A, Osafune K et al.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 30013-30013
  • DOI: 10.1038/srep30013
  • NAID: 120005825896
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Allosteric activation of membrane-bound glutamate receptors using coordination chemistry within living cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Kiyonaka, Ryou Kubota, Yukiko Michibata, Masayoshi Sakakura, Hideo Takahashi, Tomohiro Numata, Ryuji Inoue, Michisuke Yuzaki, Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Nat. Chem. 巻: 8 号: 10 ページ: 958-967
  • DOI: 10.1038/nchem.2554
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of allosteric modulators for GABAA receptor by ligand-directed chemistry. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei Yamaura, Shigeki Kiyonaka, Tomohiro Numata, Ryuji Inoue, and Itaru Hamachi
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 12(10) 号: 10 ページ: 822-830
  • DOI: 10.1038/nchembio.2150
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cold sensitivity of TRPA1 is unveiled by the prolyl hydroxylation blockade-induced sensitization to ROS. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyake T, Nakamura S, Zhao M, So K, Inoue K, Numata T, Takahashi N, Shirakawa H, Mori Y, Nakagawa T, Kaneko S
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 12840-12840
  • DOI: 10.1038/ncomms12840
  • NAID: 120005842688
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TRPM2 channels in alveolar epithelial cells mediate bleomycin-induced lung inflammation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yonezawa R, Yamamoto S, Takenaka M, Kage Y, Negoro T, Toda T, Ohbayashi M, Numata T, Nakano Y, Yamamoto T, Mori Y, Ishii M, Shimizu S
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med 巻: 90 ページ: 101-113
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2015.11.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct pharmacological and molecular properties of the acid-sensitive outwardly rectifying (ASOR) anion channel from those of the volume-sensitive outwardly rectifying (VSOR) anion channel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato-Numata K, Numata T, Inoue R, Okada Y.
  • 雑誌名: Pflugers Arch. 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compromised maturation of GABAergic inhibition underlies abnormal network activity in the hippocampus of epileptic Ca2+ channel mutant mice, tottering. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakao A, Miki T, Shimono K, Oka H, Numata T, Kiyonaka S, Matsushita K, Ogura H, Niidome T, Noebels JL, Wakamori M, Imoto K, Mori Y
  • 雑誌名: Pflugers Arch 巻: 467 号: 4 ページ: 737-752
  • DOI: 10.1007/s00424-014-1555-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermosensitive Ion Channel Activation in Single Neuronal Cells by Using Surface-Engineered Plasmonic Nanoparticles. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakatsuji H, Numata T, Morone N, Kaneko S, Mori Y, Imahori H, Murakami T.
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 54 号: 40 ページ: 11725-1729
  • DOI: 10.1002/anie.201505534
  • NAID: 120005646471
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sensitization of H2O2-induced TRPM2 activation and subsequent interleukin-8 (CXCL8) production by intracellular Fe2+ in human monocytic U937 cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Yonezawa R, Negoro T, Yamamoto S, Numata T, Ishii M, Mori Y, Toda T.
  • 雑誌名: The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 巻: 68 ページ: 119-127
  • DOI: 10.1016/j.biocel.2015.09.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] "TRP inflammation" relationship in cardiovascular system. (2015)
  • 著者名/発表者名: Numata T, Takahashi K, Inoue R
  • 雑誌名: Semin Immunopathol. 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 339-356
  • DOI: 10.1007/s00281-015-0536-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Integrative approach with electrophysiological and theoretical methods reveals an unusual voltage sensing mechanism in PKD2L1 channel (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Numata, Ryuji Inoue
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] Possible involvement of TRPM7-mediated cation influx in K562 hematopoietic cell growth and differentiation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kiriko Takahashi, Tomohiro Numata, Ken Yamaura, Ryuji Inoue
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] Electrophysiological and simulation analyses of atrial excitation/propagation in a cocultured HL-1 cardiomyocyte-cardiac fibroblast monolayer (2017)
  • 著者名/発表者名: Yaopeng Hu, Yanghua Shen, Keizo Hiraishi, Lin Hai Kurahara, Jun Ichikawa, Tomohiro Numata, Wenfeng Shen, Xin Zhu, Ryuji Inoue
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] LRRC8は容積感受性外向き整流性アニオンチャネル（ＶＳＯＲ）の活性に関与するが酸感受性外向き整流性アニオンチャネル（ＡＳＯＲ）の活性には関与しない (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤（沼田）かお理、沼田朋大、井上隆司、サビロフラブシャン、岡田泰伸
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] Functional characterization of zebrafish Transient Receptor Potential Melastatin 2 in HEK293 cell line (2017)
  • 著者名/発表者名: Nam Ha Tran; Tomohiro Numata; Masayuki X Mori; Shingo Maegawa ; Hiroshi Hosokawa; Shingo Tanaka and Yasuo Mori.
  • 学会等名: The 90th Annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
  • 発表場所: 長崎パブリックホール、長崎新聞文化ホール アストピア
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Involvement of Redox-Sensitive TRPM2 Channel in Cardiac Dysfunction Induced by Ischemia-Reperfusion Injury (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Numata, Ryuji Inoue
  • 学会等名: The 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 国際学会
• [学会発表] 肝臓の画像を元にした組織微小領域の三次元再構築と定量的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 沼田 朋大、ベーナー フランク、佐藤（沼田）かお理、ハスラー ジャン、井上 隆司
  • 学会等名: 第59回日本平滑筋学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 慢性便秘薬「潤腸湯」の作用機序の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 沼田 朋大、佐藤 かお理、井上 隆司
  • 学会等名: 第59回日本平滑筋学会総会
• [学会発表] 慢性便秘薬「潤腸湯」の作用メカニズムの解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 沼田 朋大、佐藤（沼田）かお理、井上 隆司
  • 学会等名: 第68回西日本生理学会
• [学会発表] プロポフォールは敗血症時の血管炎症反応を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 貴理子、沼田 朋大、山浦 健、井上 隆司
  • 学会等名: 第68回西日本生理学会
• [学会発表] SGLT2阻害薬イプラグリフロジンは乳癌細胞増殖を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 野見山 崇,小松 志保,沼田 朋大,岩屋 智加予,川波 賢子,濱口 百合子,田中 智子,田邉 真紀人,井上 隆 司,柳瀬 敏彦
  • 学会等名: 日本糖尿病学会 第55回九州地方会
• [学会発表] プロポフォールは敗血症時の血管炎症反応を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 貴理子、沼田 朋大、山浦 健、井上 隆司
  • 学会等名: 第64回日本麻酔科学会
• [学会発表] Possible involvement of Ca2+ in anti-inflammatory effect of propofol (2017)
  • 著者名/発表者名: Kiriko Takahashi, Tomohiro Numata, Ken Yamaura, Ryuji Inoue
  • 学会等名: Anesthesiology Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] SGLT2 inhibitor ipragliflozin inhibits breast cancer via membrane hyperpolarization (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiho Kako-Komatsu, Takashi Nomiyama, Tomohiro Numata, Takako Kawanami, Yuriko Hamaguchi, Kiriko Takahashi, Tomoko Tanaka, Ryuji Inoue, Toshihiko Yanase
  • 学会等名: 77th Scientific Sessions | American Diabetes Association
  • 国際学会
• [学会発表] SGLT2阻害薬イプラグリフロジンは乳癌細胞増殖を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 小松志保、野見山崇、沼田朋大、川波賢子、濱口百合子、田中智子、井上隆司、柳瀬敏彦
  • 学会等名: 第90回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] SGLT2阻害薬イプラグリフロジンは乳癌細胞増殖を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 小松 志保,野見山 崇,沼田 朋大,川波 賢子,濱口 百合子,高橋 貴理子,井上 隆司,柳瀬 敏彦
  • 学会等名: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] Thermosensitive TRPV1 channel activation in single cell by using gold nanorods (2016)
  • 著者名/発表者名: Numata T, Nakatsuji H, Morone N, Kaneko S, Mori Y, Inoue R, Imahori H, Murakami T
  • 学会等名: 「新時代の循環器研究を考える」医工連携国際シンポジウム2016. ISC2016
  • 発表場所: 東京医科歯科大学
  • 年月日: 2016-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] PKD2L1チャネルの膜電位依存性ゲーティングの分子基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 沼田 朋大、井上 隆司、森 泰生
  • 学会等名: TRPチャネル研究会
  • 発表場所: 自然科学研究機構カンファレンスセンター
  • 年月日: 2016-06-02
• [学会発表] 酸感受性外向整流性アニオンチャネル（ASOR）と容積感受性外向整流性アニオンチャネル（VSOR）の薬理学的分別 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤(沼田)かお理, 沼田朋大, 井上隆司, 岡田泰伸
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 金ナノ粒子の細胞膜局在技術を用いた温度感受性TRPV1活性の光制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 沼田朋大，中辻博貴，諸根信弘，金子周司，森泰生，井上隆司，今堀博，村上達也
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 酸感受性外向整流性Cl−チャネル（ASOR）と容積感受性外向整流性Cl−チャネル（VSOR）の薬理学的相違 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤（沼田）かお理、沼田朋大、井上隆司、岡田泰伸
  • 学会等名: 第68回日本薬理学会西南部会
  • 発表場所: 下関市海峡メッセ
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] ニューロン酸感受性外向整流性アニオンチャネル（ASOR）のアシドーシス性脳神経細胞障害に対する低温救済への関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤（沼田）かお理，沼田朋大，井上隆司，岡田泰伸
  • 学会等名: 第66回西日本生理学会
  • 発表場所: 久留米大学
  • 年月日: 2015-10-09
• [学会発表] 金ナノ粒子を用いた温度感受性イオンチャネル活性の光制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 沼田朋大，中辻博貴，諸根信弘，金子周司，森泰生，井上隆司，今堀博，村上達也
  • 学会等名: 第66回西日本生理学会
  • 発表場所: 久留米大学
  • 年月日: 2015-10-09
• [備考] 福岡大学医学部生理学講座
  • URL: http://www.med.fukuoka-u.ac.jp/physiol/study2.html