味蕾における塩味コーディング様式の解明

• 研究課題/領域番号: 16K18991
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 立命館大学 (2018); 京都府立医科大学 (2016-2017)
• 研究代表者: 孫 紅キン 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 研究員 (20773542)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 味覚 / 塩味 / イオンチャネル / ENaC / 生理学 / 感覚系

研究成果の概要

高血圧症の誘因として過剰摂取が問題となる食塩のおいしさを司るENaC依存性塩味受容の細胞分子メカニズムの解明を目指して研究を行なった。発現解析では、ENaCのポア形成αサブユニットが従来から知られている味細胞集団とは異なる細胞集団に発現していること、さらにはENaC発現細胞において興奮性を司るタンパク質群の発現を見出し、機能解析でこれらの分子機能を観察することに成功し、塩味受容細胞の細胞内シグナル・神経伝達のメカニズムを示唆する結果を得た。
また、細胞種選択的なENaCノックアウトマウスの作出にも成功し、味覚行動実験・神経応答記録などを用いて同定した塩味細胞の役割を個体レベルで検証を始めている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

味覚は我々の食行動を調節するため、高血圧・肥満・糖尿病・脂質異常症などの多くの生活習慣病の発症や進行に深く関わる。本研究は、高血圧症に関わる食塩摂取量を調節する塩味感覚についての現在の最重要課題『味蕾における塩味受容の細胞基盤の解明』に資する結果を得た。今後、本研究成果を足がかりに塩味受容の細胞分子メカニズムが明らかになれば、塩味感覚のコントロールのための分子標的が与えられ、創薬や食品科学など多分野の研究開発の促進につながり、ひいては高血圧症予防によって国民の健康増進に資することが期待できる。

研究成果

• [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [雑誌論文] Bioconjugation strategy for cell surface labelling with gold nanostructures designed for highly localized pH measurement. (2018)
  • 著者名/発表者名: Leonardo Puppulin, Shigekuni Hosogi, Hongxin Sun, Kazuhiko Matsuo, Toshio Inui, Yasuaki Kumamoto, Toshinobu Suzaki, Hideo Tanaka and Yoshinori Marunaka
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 5278-5278
  • DOI: 10.1038/s41467-018-07726-5
  • NAID: 120006549200
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Post-translational palmitoylation controls the voltage gating and lipid raft association of the CALHM1 channel. (2017)
  • 著者名/発表者名: Taruno A, Sun H, Nakajo K, Murakami T, Ohsaki Y, Kido MA, Ono F, Marunaka Y.
  • 雑誌名: Journal of Physiology 巻: 595 号: 18 ページ: 6121-6145
  • DOI: 10.1113/jp274164
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Raman micro-spectroscopy as a viable tool to monitor and estimate the ionic transport in epithelial cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Puppulin P, Pezzotti G, Sun H, Hosogi S, Nakahari T, Inui T, Kumamoto Y, Tanaka H, MARUNAKA Y
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of aprotinin, a protease inhibitor, action on the trafficking of epithelial Na+ channels (ENaC) in renal epithelial cells using a mathematical model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasamoto, K., Marunaka, R. #, Niisato, N., Sun, H., Taruno, A., Pezzotti, G., Yamamoto, T., Kanamura, N., Zhu, W., Nishio, K., Inui, T., Eaton, D.C., & Marunaka, Y.
  • 雑誌名: Cell Physiol Biochem 巻: 41 号: 5 ページ: 1865-1880
  • DOI: 10.1159/000471934
  • 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] Actions of quercetin, a polyphenol, on blood pressure. (2017)
  • 著者名/発表者名: Marunaka, Y., Marunaka, R., Sun, H., Yamamoto, T., Kanamura, N., Inui, T. & Taruno, A.
  • 雑誌名: Molecules 巻: 22 号: 2 ページ: 209-209
  • DOI: 10.3390/molecules22020209
  • 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] Adeno-Associated Virus-Mediated Gene Transferinto Taste Cells In Vivo (2017)
  • 著者名/発表者名: Taruno A, Kashio M, Sun H, Kobayashi K, Sano H, Nambu A, Marunaka Y
  • 雑誌名: Chemical Senses 巻: 42 ページ: 69-78
  • DOI: 10.1093/chemse/bjw101
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Na+ homeostasis by epithelial Na+ channel (ENaC) and Nax channel (Nax): cooperation of ENaC and Nax. (2016)
  • 著者名/発表者名: Marunaka, Y., Marunaka, R., Sun, H., Yamamoto, T., Kanamura, N. & Taruno, A..
  • 雑誌名: Ann Transl Med. 巻: 4 号: S1 ページ: S11-S11
  • DOI: 10.21037/atm.2016.10.42
  • 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] Quercetin is a useful medicinal compound showing various actions including control of blood pressure, neurite elongation and epithelial ion transport. (2016)
  • 著者名/発表者名: Marunaka, Y., Niisato, N., Miyazaki, H., Nakajima, K., Taruno, A., Sun, H., Marunaka, R., Okui., M., Yamamoto, T., Kanamura, N., Kogiso, H., Ikeuchi, Y., Kashio, M., Hosogi, S. & Nakahari, T.
  • 雑誌名: Curr Med Chem. 巻: 23 号: 37 ページ: 1-12
  • DOI: 10.2174/0929867323666160919095043
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Involvement of EP receptors in the regulation of Short circuit current by prostaglandins in A6 cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sun Hongxin ; Marunaka Yoshinori ; Asano Shinji
  • 学会等名: The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan,
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of CALHM1 channel gating and association with lipid microdomains by protein S-palmitoylation (2018)
  • 著者名/発表者名: Hongxin Sun, Akiyuki Taruno, Koichi Nakajo, Fumihito Ono, Yoshinori Marunaka
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] S-palmitoylation of CALHM3 positively controls activity of the CALHM1/3 channel (2018)
  • 著者名/発表者名: Motoki OKUI, Akiyuki TARUNO, Hongxin SUN, Yoshinori MARUNAKA
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] S-palmitoylation of CALHM3 positively controls activity of the CALHM1/3 channel (2017)
  • 著者名/発表者名: Motoki OKUI, Akiyuki TARUNO, Hongxin SUN, Yoshinori MARUNAKA
  • 学会等名: 第110回近畿生理学談話会
• [学会発表] Palmitoylation regulates gating and lipid raft association of CALHM1 channel (2017)
  • 著者名/発表者名: Sun H, Taruno A, Nakajo K, Ono F, Marunaka Y
  • 学会等名: The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan.
  • 発表場所: Hamamatsu.
• [学会発表] Raman spectroscopy as a viable tool to monitor the effect of aldosterone on A6 renal epithelial cell (2017)
  • 著者名/発表者名: Puppulin L, Pezzotti G, Sun H, Hosogi S, Nakahari T, Kumamoto Y, Tanaka H, Marunaka Y
  • 学会等名: The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan.
  • 発表場所: Hamamatsu.
• [学会発表] Homologous CALHM subunits assemble to form a novel voltage-gated ATP channel (2016)
  • 著者名/発表者名: Taruno A, Miyazaki H, Niisato N,Sun H, Kashio M, Marunaka Y.
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Regulation of CALHM1 channel by protein S-palmitoylation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Taruno A, Sun Hongxin, Kashio M, Marunaka Y.
  • 学会等名: 17th ISOT JASTS 50th Annual Meeting.
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2016-06-05
  • 国際学会
• [学会発表] Adeno-associated virus-mediated gene transduction of taste cells in vivo. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kashio M, Taruno A, Sun Hongxin, Kobayashi K, Sano H, Nambu A, Marunaka Y
  • 学会等名: 17th ISOT JASTS 50th Annual Meeting.
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2016-06-05
  • 国際学会
• [学会発表] Insulin is involved in transcriptional regulation of NKCC and the CFTR Cl- channel through PI3K activation and ERK inactivation in renal epithelial cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Sun H, Niisato N, Marunaka Y.
  • 学会等名: International Symposium on Ion Channels, Transporters and Signal Transduction.
  • 発表場所: Kyoto
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of CALHM channels by N-linked glycosylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Taruno A, Sun H, Kashio M, Marunaka Y.
  • 学会等名: International Symposium on Ion Channels, Transporters and Signal Transduction
  • 発表場所: Kyoto
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of CALHM1 channel by protein S-palmitoylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Taruno A, Sun H, Marunaka Y.
  • 学会等名: International Symposium on Ion Channels, Transporters and Signal Transduction
  • 発表場所: Kyoto
  • 国際学会
• [学会発表] S-パルミトイル化修飾によるCALHM1チャネル機能制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: Taruno A, Sun H, Kashio M, Marunaka Y.
  • 学会等名: 日本膜学会第39 年会
  • 発表場所: 東京
• [備考] 京都府立医科大学細胞生理学website
  • URL: http://kpum-molecular-cell-physiology.info