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細胞内膜の膜電位イメージング法の確立とその生理機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06873
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分48020:生理学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

大河内 善史  大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (90435818)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード膜電位 / voltage probe / ファゴソーム膜 / ファゴソーム / BKチャネル / 過分極 / カルシウム / イメージング / イオンチャネル / 内膜 / 蛍光タンパク / 貪食細胞 / アクチン重合 / エンドソーム
研究成果の概要

近年、細胞内小器官で機能する様々なイオンチャネルが同定され、その中には電位依存性イオンチャネルも存在することが明らかになった。これらの事実は、細胞膜と同様、細胞内膜においても膜電位シグナルが存在し、細胞機能を制御する可能性を示唆する。しかし、細胞内膜の膜電位を定量的に測定する技術が確立していない。本研究では、貪食細胞が病原菌を除去するために形成する食胞(ファゴソーム)に着目し、膜電位感受性蛍光タンパク質Merm2を発現するマクロファージ系培養細胞を作成した。そして、ファゴソームの膜電位変化を可視化し、おおよその膜電位を見積もることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、初めてファゴソームの膜電位がダイナミックに変化することが明らかになった。この結果は膜電位シグナルがファゴソーム機能を制御する可能性を示唆する。今後、この方法を用いてファゴソーム機能異常の原因を膜電位の観点から調べることで、ファゴソーム機能異常に起因する病気の原因の詳細を明らかにできると期待される。この結果は、また、リソソームなどの細胞内小器官の膜電位を測定する技術への応用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Regulation of Neutrophil Functions by Hv1/VSOP Voltage-Gated Proton Channels2021

    • 著者名/発表者名
      Okochi Yoshifumi、Okamura Yasushi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 5 ページ: 2620-2620

    • DOI

      10.3390/ijms22052620

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hv1/VSOP regulates neutrophil directional migration and ERK activity by tuning ROS production.2020

    • 著者名/発表者名
      Okochi Y, Umemoto E, Okamura Y.
    • 雑誌名

      Journal of Leukocyte Biology

      巻: 107 号: 5 ページ: 819-831

    • DOI

      10.1002/jlb.2a0320-110rr

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TRPM5 Negatively Regulates Calcium-Dependent Responses in Lipopolysaccharide-Stimulated B Lymphocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Taiki、Okumura Ryu、Ono Chisato、Okuzaki Daisuke、Kawai Takafumi、Okochi Yoshifumi、Tanimura Natsuko、Murakami Mari、Kayama Hisako、Umemoto Eiji、Kioka Hidetaka、Ohtani Tomohito、Sakata Yasushi、Miyake Kensuke、Okamura Yasushi、Baba Yoshihiro、Takeda Kiyoshi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 31 号: 10 ページ: 107755-107755

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.107755

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of hepatic oxidative stress by voltage‐gated proton channels (Hv1/VSOP) in Kupffer cells and its potential relationship with glucose metabolism2020

    • 著者名/発表者名
      Kawai Takafumi、Kayama Kento、Tatsumi Shoki、Akter Sharmin、Miyawaki Nana、Okochi Yoshifumi、Abe Manabu、Sakimura Kenji、Yamamoto Hiroyasu、Kihara Shinji、Okamura Yasushi
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 34 号: 12 ページ: 15805-15821

    • DOI

      10.1096/fj.202001056rrr

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distinct functional properties of two electrogenic isoforms of the SLC 34 Na‐Pi cotransporter2019

    • 著者名/発表者名
      Mizutani Natsuki、Okochi Yoshifumi、Okamura Yasushi
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 7 号: 14

    • DOI

      10.14814/phy2.14156

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SLC34 Na+/Pi トランスポーターのリン酸輸送機能の理解2022

    • 著者名/発表者名
      大河内善史, 周俊先, 水谷夏希, 塩﨑雄治, 瀬川博子, 岡村康司
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Method of measuring the membrane potential of phagosomes by optical imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okochi, Hidekazu Tsutsui, Yasushi Okamura
    • 学会等名
      74th Annual Meeting and Symposium of the Society of General Physiologists Ion Channels & Transporters in Immunity, Inflammation and Antitumor Immunity
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マクロファージのファゴソーム膜電位変化を可視化し、膜電位の役割を探る2021

    • 著者名/発表者名
      大河内 善史, 筒井 秀和, 岡村 康司
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Establishment of a method measuring membrane potential in phagosomes.2020

    • 著者名/発表者名
      Okochi Y, Tsutsui H, Okamura Y.
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of membrane potential of phagosome in phagocytes.2019

    • 著者名/発表者名
      Okochi Y, Tsutsui H, Okamura Y.
    • 学会等名
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids(ICBL2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement o f membrane potential change in phagosome of phagocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okochi, Hidekazu Tsutsui and Yasushi Okamura
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward understanding of membrane potential in phagosomal membrane2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okochi, Hidekazu Tsutsui, Yasushi Okamura
    • 学会等名
      The 49th NIPS International Symposium: Ion channels: looking back, seeing ahead
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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