ポリアミン作動性化学伝達を司るトランスポーターの構造・機能・生理的意義

• 研究課題/領域番号: 18H02407
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43030:機能生物化学関連
• 研究機関: 久留米大学 (2020); 松本歯科大学 (2018-2019)
• 研究代表者: 森山 芳則 久留米大学, 医学部, 客員教授 (10150658)
• 研究分担者: 野村 政壽 久留米大学, 医学部, 教授 (30315080) ; 上原 俊介 松本歯科大学, 歯学部, 講師 (90434480)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: トランスポーター / 化学伝達 / ポリアミン / モノアミン / シナプス小胞 / 分泌顆粒 / 小胞型トランスポーター / スペルミン / メラトニン / マクロファージ / リポソーム / 炎症バイオマーカー / SLC18B1 / VPAT / SLC18 / ATP / 唾液腺 / ショウジョウバエ

研究成果の概要

シナプス小胞中のポリアミンは、開口放出され、NMDA受容体の結合部位に結合しグルタミン化学伝達を制御している。VPATはポリアミンの小胞濃縮を司るトランスポーターでありアミントランスポーターSLC18ファミリーの一つである。本研究において、精製VPAT封入リポソームを用い、ポリアミン輸送に必須のアミノ酸残基を同定した。VPATのモノアミンに対する輸送能が想定より低くポリアミンへの特異性が高いこと、蛍光性炎症マーカーを輸送することを実証した。ショウジョウバエ・ホモログもVPATと似た基質認識能を持っていた。これらの成果を統合し、化学伝達物質としてのポリアミンの生物学的意義を考察した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はVMAT, VAchT研究とポリアミン生物学化学の研究の歴史の上に立つものであり、両研究を本質的に発展させるものである。すなわち、生体アミンによる化学伝達は従来言われていたようにモノアミン類とアセチルコリンだけなくポリアミンも含まれる広い範囲のものであること、またポリアミンはこれまで知られていたように遺伝子タンパク質発現時の制御調整因子としての機能だけでなく化学伝達物質としても機能することを示す証拠を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Clodronate, an inhibitor of the vesicular nucleotide transporter, ameliorates steatohepatitis and acute liver injury (2021)
  • 著者名/発表者名: Hasuzawa Nao、Tatsushima Keita、Wang Lixiang、Kabashima Masaharu、Tokubuchi Rie、Nagayama Ayako、Ashida Kenji、Ogawa Yoshihiro、Moriyama Yoshinori、Nomura Masatoshi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 5192-5192
  • DOI: 10.1038/s41598-021-83144-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vesicular ATP release from hepatocytes plays a role in the progression of nonalcoholic steatohepatitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Tatsushima Keita、Hasuzawa Nao、Wang Lixiang、Hiasa Miki、Sakamoto Shohei、Ashida Kenji、Sudo Nobuyuki、Moriyama Yoshinori、Nomura Masatoshi
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease 巻: 1867 号: 3 ページ: 166013-166013
  • DOI: 10.1016/j.bbadis.2020.166013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transporters in acidic organelles (2020)
  • 著者名/発表者名: Moriyama Y and Gasnier B
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta Biomembrane 巻: 1862 ページ: 1-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Vesicular polyamine transporter as a novel player in amine-mediated chemical transmission. (2020)
  • 著者名/発表者名: Moriyama Y, Hatano R, Moriyama S, Uehara S.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta Biomembr 巻: 29 号: 12 ページ: 183208-183208
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2020.183208
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Physiopathological roles of vesicular nucleotide transporter (VNUT), an essential component for vesicular ATP release (2020)
  • 著者名/発表者名: Hasuzawa Nao、Moriyama Sawako、Moriyama Yoshinori、Nomura Masatoshi
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 巻: 1862 号: 12 ページ: 183408-183408
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2020.183408
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The mitochondrial inner membrane protein LETM1 modulates cristae organization through its LETM domain (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Seiko、Matsui Aiko、Akabane Shiori、Tamura Yasushi、Hatano Azumi、Miyano Yuriko、Omote Hiroshi、Kajikawa Mizuho、Maenaka Katsumi、Moriyama Yoshinori、Endo Toshiya、Oka Toshihiko
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 3 号: 1 ページ: 99-99
  • DOI: 10.1038/s42003-020-0832-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structures suggest a mechanism for energy coupling by a family of organic anion transporters (2019)
  • 著者名/発表者名: Leano Jonathan B.、Batarni Samir、Eriksen Jacob、Juge Narinobu、Pak John E.、Kimura-Someya Tomomi、Robles-Colmenares Yaneth、Moriyama Yoshinori、Stroud Robert M.、Edwards Robert H.
  • 雑誌名: PLOS Biology 巻: 17 号: 5 ページ: e3000260-e3000260
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.3000260
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Involvement of VNUT-exocytosis in transient receptor potential vanilloid 4-dependent ATP release from gastrointestinal epithelium. (2018)
  • 著者名/発表者名: Mihara, H., Uchida, K., Koizumi, S., Moriyama, Y
  • 雑誌名: PloS One 巻: 13(10) 号: 10 ページ: e0206276-e0206276
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0206276
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The ATP transporter VNUT mediates induction of dectin-1-triggered candida nociception (2018)
  • 著者名/発表者名: Maruyama K, Takeyama Y, Sugisawa E, Yamanoi Y, Yokawa T, Kondo T, Ishibashi KI, Sahoo BR, Takemura N, Mori Y, Kanemaru H, Kumagai Y, Matino MM, Yoshioka Y, Nishijo H, Tanaka H, Sasaki A, Ohno N, Iwakura Y, Moriyama Y, Nomura M, Akira S, Tominaga M.
  • 雑誌名: iScience 巻: 6 ページ: 306-318
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Purification and reconstitution of polyspecific H+/organic cation antiporter human MATE1. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki T., Matsumoto T., Iwai Y., Kawakami M., Juge N., Omote H., Nabekura T. & MoriyamaY
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta Biomembr 巻: 1860 号: 11 ページ: 2456-2464
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2018.07.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anti-depressant fluoxetine reveals its therapeutic effects via astrocytes. (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Kinoshita, Y. Hirayama, K. Fujishita, K Shibata, Y. Shinozaki, E. Shigetomi, A. Takeda, HP Ngoc Le, H. Hayashi, M. Hiasa, Y. Moriyama, K. Ikenaka, KF Tanaka, S. Koizumi.
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 32 ページ: 72-83
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2018.05.036
  • NAID: 130007901327
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vesicular nucleotide transporter mediates ATP release and migration in neutrophils (2018)
  • 著者名/発表者名: Harada Yuika、Kato Yuri、Miyaji Takaaki、Omote Hiroshi、Moriyama Yoshinori、Hiasa Miki
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 293 号: 10 ページ: 3770-3779
  • DOI: 10.1074/jbc.m117.810168
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficient mass spectral analysis of active transporters overexpressed in Escherichia coli (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawakami M, Kato Y, Juge N, Omote H, Moriyama Y, Miyaji T
  • 雑誌名: J Proteome Res 巻: 17 ページ: 1108-1119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstitution and transport analysis of eukaryotic transporters in the post-genome era (2018)
  • 著者名/発表者名: Omote H, Moriyama Y
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 1700 ページ: 343-352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clodronate: A Vesicular ATP Release Blocker. (2018)
  • 著者名/発表者名: Moriyama Y, Nomura M.
  • 雑誌名: Trends Pharmacol Sci. 巻: 39 号: 1 ページ: 13-23
  • DOI: 10.1016/j.tips.2017.10.007
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Strategies for transporter-targeted drug discovery (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Moriyama
  • 学会等名: 日本薬学会年会
• [学会発表] Vesicular transporters for polyamines and ATP (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Moriyama
  • 学会等名: Gordon conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Physiological role of vesicular polyamine transporter (2019)
  • 著者名/発表者名: Moriyama Y
  • 学会等名: Gordon Reserch Conference Membrane Transporters
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Structure and function of vesicular nucleotide transporter (2018)
  • 著者名/発表者名: Moriyama Y
  • 学会等名: 日本薬学会
• [図書] Special issue Transporters in acidic organelles (2020)
  • 著者名/発表者名: Gasinier B and Moriyama Y
  • 総ページ数: 138
  • 出版者: Elsevier