小胞型グルタミン酸トランスポーターの分泌小胞へのターゲット機構

• 研究課題/領域番号: 18050025
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 森山 芳則 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (10150658)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円); 2007年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2006年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: glutamate / VGLUT / シグナル伝達 / トランスポーター / 神経科学 / トポロジー / 共役イオン / ターゲッティング

研究概要

小胞型グルタミン酸トランスポーター(vesicular glutamate transporter, VGLUT)はグルタミン酸による化学伝達の必須因子である。グルタミン酸作動性神経のシナプス小胞に局在しており、グルタミン酸の小胞内濃縮を司っている。神経がグルタミン酸を分泌するためには、VGLUTがシナプス小胞に特異的に組み込まれることが必要である。しかしながら、その機構は全くわかっていない。本研究により、VGLUTのシナプス小胞へのターゲッティングを分子レベルで解明することに成功した。
(1)VGLUT2のトポロジーを解明した。
(2)精製VGLUTをリポソームに組み込みグルタミン酸輸送活性を再現できた。すなわち、in vitroのVGLUT機能測定系を構築した。この実験系を用いて、様々な変異VGLUTの機能を測定した。これらの変異がターゲッティングに及ぼす影響を現在調べた。輸送機能は維持しているがターゲッティングに変化がある変異体を複数同定した。さらにVGLUT2のカルボキシル末端近傍(少なくとも20アミノ酸残基)がターゲッティングに関係することがわかった。
(3)VGLUTI KO miceを用い、末梢組織におけるグルタミン酸シグナル伝達系の生理的意義を解析した。小腸のL細胞におけるGLT-1内分泌におけるフィードバック制御ならびに骨における骨消化制御を発見した。特に、VGLUT1が osteoclastのtranscytotic vesicleに局在することを発見した。このため、osteoclastsは骨消化の際、骨消化物質とともにグルタミン酸を分泌する。グルタミン酸シグナリングは骨組織の恒常性を支える新しい制御系であると考えられる特に、後者においてグルタミン酸シグナル伝達の欠損により骨粗懸症が発症することを発見した。
(4).VGLUTの非可逆的特異的阻害剤を発見した。
(5)ヌクレオチド(特にATP)のシグナル伝達に関わるトランスポーターを世界に先駆け発見し、その性質を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] A novel variant of mouse MATE-I H+/organic cation antiporter with a long hydrophobic tail. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kobara, A., Hiasa, M., Matsumoto, T., Otsuka, M., Omote, H., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys. 469 ページ: 195-199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presence of aquaporin and V-ATPase on the contractile vacuole of Amoeba proteus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishihara, E., Yokota, E., Tazaki, A., Orii, H., Katsuhara, M., Kataoka, K., Igarashi, H., Moriyama, Y., Shimmen, T., and Sonobe, S.
  • 雑誌名: Biol. Cell 100 ページ: 179-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of glutamate residues in substrate recognition by human MATEL polyspecific H+/organic cation exporter. (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T., Kanamoto, T., Otsuka, M., Omote, H., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Am. J. Physol. Cell Physiol. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a vesicular nucleotide transporter. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sawada, K., Echigo, N., Juge, N., Miyaji, T., Otsuka, M., Omote, H., Yamamoto, A., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA (in press)
  • NAID: 120002306983
  • 査読あり
• [雑誌論文] MATE-type proteins as anchor transporters for excretion of metabolic waste products and xenobiotics. (review) (2008)
  • 著者名/発表者名: Moriyama, Y., Hiasa, M., Matsumoto, T., and Omote, H.
  • 雑誌名: Xenobiotica (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vesicular Neurotransmitter Transporter (2008)
  • 著者名/発表者名: Omote, H., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Encyclopedic Reference of Neuroscience (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 薬物排出のアンカートランスポーター,MATEの構造と機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日浅未来、表 弘志、森山芳則
  • 雑誌名: 蛋白質・核酸・酵素 53, (1) ページ: 52-58
  • NAID: 40015771165
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集-続発性骨粗鬆症の最近の話題:破骨細胞のトランスサイトーシス小胞に局在するVGLUTI (2008)
  • 著者名/発表者名: 上原俊介、森山芳則、宇田川信之、小澤英浩
  • 雑誌名: The Bone 22, (2) ページ: 113-117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exocytosis of D-asparatate from INS-IE clonal βcells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iharada, M., Hiasa, M., Kobara A., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 30, (7) ページ: 1329-1331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional characterization of testis- specific rodent multidrug and toxic compound extrusion 2, a class III MATE-type polyspecific H+/organic cation exporter. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiasa. M., Matsumoto. T., Komatsu, T., Omote, H., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Am. J. Physol. Cell Physiol. 293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vesicular storage in and secretion of D-aspartate from neuroendocrine cells. In D-amino acids: A new frontier in amino acid and protein (2007)
  • 著者名/発表者名: Uehara, S. and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Editors: Ryuichi Konno, et. al., Nova Science Publishers, Inc. ページ: 203-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] グルタミン酸と骨粗鬆症-トランスポーターが明らかにした思いがけない関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 雑誌名: 化学と生物 45 ページ: 80-81
  • NAID: 10018710915
  • 査読あり
• [雑誌論文] グルタミン酸と骨粗鬆症との意外な関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 雑誌名: 臨床検査 51, (6) ページ: 621-625
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集-骨形成と破壊:骨芽細胞と破骨細胞の相互作用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 上原俊介、森山芳則、宇田川信之
  • 雑誌名: 生体の科学 58, (3) ページ: 181-185
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集-骨形成・骨吸収の最近のトピックスV:破骨細胞のトランスサイトーシスとグルタミン酸シグナル (2007)
  • 著者名/発表者名: 上原俊介、宇田川信之、森山芳則
  • 雑誌名: The Bone 21, (6) ページ: 747-750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of D-aspartate in islets of Langerhans. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiasa, M., Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Biol.Pharm.Bull. 29 ページ: 1251-1253
  • NAID: 110005602277
• [雑誌論文] Wide variety of locations for rodent MATE1, a transporter protein that mediates the final excretion step for toxic organic cations. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiasa, M., Matsumoto, T., Komatsu, T., Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Am.J.Physol.Cell Physiol. 291
• [雑誌論文] Secretion of L-glutamate from osteoclasts through transcytosis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, R., Uehara, S., Yatsushiro, S., Hua, Z., Juge, N., Senoh.S., Echigo, N., Hayashi, M., Mizoguchi, T., Ninomiya, T., Udagawa, N., Ornote, H., Yamamoto, A., Edwards, R.H., Moriyama.Y.
  • 雑誌名: EMBO J. 25 ページ: 4175-4186
  • NAID: 120002306956
• [雑誌論文] The MATE proteins as fundamental transporters of metabolic and xenobiotic organic cations. (2006)
  • 著者名/発表者名: Omote, H., Hiasa, M., Matsumoto, T., Otsuka, M., Moriyama, Y.
  • 雑誌名: TRENDS in Pharmacol.Sci. 27 ページ: 587-593
• [雑誌論文] Vesicular glutamate transporter contains two independent transport machineries. (2006)
  • 著者名/発表者名: Juge, N., Yoshida, Y., Yatsushiro, S., Omote, H., Moriyama, Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 39499-39506
• [雑誌論文] Molecular anatomy of a trafficking organelle. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takamori, S., Holt, M., Lemke, E., Riedel, D., Urlaub, H., Schenck, S., Stenius, It., Bruegger, B., Ringler, P., Krzyzaneki, V., Mueller, S., Rammner, B., Groot, B.D., Mieskes, G., Moriyama.Y., Klingauf, J., Grubmueller, H., Heuser, J., Wieland, F., Jahn, R.
  • 雑誌名: Cell 127 ページ: 831-846
• [雑誌論文] Vesicular storage and secretion of L-glutamate from glucagon-like peptide 1-secreting clonal intestinal L cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Uehara, S., Jung, S.K., Morimoto, R., Arioka, S., Miyaji, T., Juge, N., Hiasa, M., Shimizu, K., Ishimura, A., Otsuka, M., Yamamoto, A., Maechler, P., Moriyama.Y.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 96 ページ: 550-560
• [学会発表] Purification and reconstitution: A traditional technique illuminates the molecular mechanism of vesicular neurotransmitter transporters. (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 学会等名: 2007(H19年)第80回日本生化学会大会, 第30回日本分子生物学会年会, BMB2007, シンポジウム;トランスポーターの構造・作動機構と細胞機能
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] Journey into the vesicular neurotransmitter transporters (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 学会等名: 国際シンポジウム メンブレントラフィック, 後援:科醗費特足領域研究「メンブレントラフィック」
  • 発表場所: 淡路島 夢舞台
  • 年月日: 2007-11-29
• [学会発表] こてこて生化学によるポストゲノム時代のトランスポーター研究法 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 学会等名: 第29 回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市 仙台国際センター
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] MATE: a mammalian transporter protein that mediate the final excretion step for toxic organic cations. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Moriyama
  • 学会等名: 4th WCDATD KANAZAWA (金沢)
  • 発表場所: 金沢EXCEL HOTEL TOKYU
  • 年月日: 2007-06-20
• [学会発表] Use of VGLUTI knockout mice to study peripheral glutamatergic systems. (2007)
  • 著者名/発表者名: Noriko Echigo and Yoshinori Moriyama
  • 学会等名: 国際シンポジウム メンブレントラフィック, 後援:科醗費特足領域研究「メンブレントラフィック」
  • 発表場所: 淡路島 夢舞台
• [産業財産権] 哺乳動物のアスパラギン酸トランスポータータンパク質およびその利用 (2007)
  • 発明者名: 森山芳則、表弘志、宮地孝明、日浅未来
  • 権利者名: 岡山大学
  • 産業財産権番号: 2007-133435
  • 出願年月日: 2007-05-18