心肥大形成における電位非依存性カチオン非選択的なトリップ・チャネルの役割解析

• 研究課題/領域番号: 20390025
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 黒瀬 等 九州大学, 大学院・薬学研究院・薬効安全性学, 教授 (10183039)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2010年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2009年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2008年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 心肥大 / TRPCチャネル / リン酸化 / cGMP / ホスホジエステラーゼ阻害剤 / 圧負荷 / cGMP依存性タンパク質リン酸化酵素 / ホスホジエステラーゼ5阻害剤 / 圧負荷ストレス / cAMP依存性リン酸化酵素 / cGMP依存性リン酸化酵素 / 細胞内Ca^<2+>制御 / 選択的阻害剤 / 化合物Pyr3 / 圧負荷モデル

研究概要

以前、我々は単離したラット新生仔心室筋細胞を用いアンジオテンシンII受容体やエンドセリン受容体刺激による心肥大応答にGqタンパク質-ホスホリパーゼC系の活性化によって生じたジアシルグリセロールが、電位非依存性でカチオン非選択的なTransient Receptor Potential canonical channel 3(TRPC3)およびTRPC6を介してCa2+流入を引き起こし、流入したCa2+が肥大応答に必須の役割を果たしていることを示した。しかし、この結果は単離した心室筋細胞を用い、受容体刺激による心肥大応答を指標としたin vitroの系であった。そこで、TRPC3あるいはTRPC6の関与を個体レベル(in vivo)の圧負荷モデルで示すことを試みた。圧負荷モデルは、ヒトでの持続した高血圧を模倣するとされているマウスの実験系であり、圧負荷にさらされた心臓は肥大を生じる。TRPC3に選択的な阻害剤Pyr3が合成されていることからPyr3を入手し、大動脈狭窄により心臓に負荷をかけた(圧負荷)マウスにポンプを用いて投与した。その結果、Pyr3を投与したマウスでは、圧負荷による心肥大形成(心筋細胞の表面積増大、心肥大マーカー遺伝子ANPの発現上昇)が抑制されていた。また、心肥大に伴って生じる心機能(短縮率 FS:fractional shortening)の低下が抑制されていた。次に、TRPC6はcGMP依存性リン酸化酵素によりリン酸化されると機能が低下することから、細胞内cGMP濃度を上昇させるホスホジエステラーゼ5(PDE5:cGMPを選択的に分解するPDE)阻害剤シルデナフィルを用いて検討した。この結果、シルデナフィルを投与したマウスでは、圧負荷による心肥大形成が抑制された。また、各種心肥大マーカー遺伝子の発現が抑制されていた。さらに、TRPC6のリン酸化を抗リン化抗体を用いてウエスタンブロットにて測定すると、シルデナフィル投与によって増加していることが示された。これらの結果は、in vitroのみでなくin vivoにおいてもTRPC3/TRPC6を介したCa^<2+>流入が心肥大形成に重要な役割を果たしていることを示していた。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphorylation of TRPC6 channels at Thr69 is required for anti-hypertrophic effects of phosphodiesterase 5 inhibition. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Watanabe K, Sato Y, Nakaya M, Kitajima N, Ide T, Inoue R, Kurose H.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 286(17) ページ: 13244-13253
• [雑誌論文] inhibition of TRPC6 channel actvitiy contributes to the antihypertrophic effects of natriuretic peptides-guanylyl cyclase-A signaling in the heart. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Kuwahara K, Nishida M, Jiang Z, Rong X, Kiyonaka S, Kuwabara Y, Kurose H, Inoue R, Mori Y, Nakagawa Y, Usami S, Fujiwara M, Yamada Y, Minami T, Ueshima K, Nakao K.
  • 雑誌名: Circ Res. 106(12) ページ: 1849-1860
• [雑誌論文] Phosphorylation of TRPC6 channels at Thr69 is required for anti-hypertrophic effects of phosphodiesterase 5 inhibition. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Watanabe K, Sato Y, Nakaya M, Kitajima N, Ide T, Inoue R, Kurose H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 286 ページ: 13244-13253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of TRPC6 channel actvitiy contributes to the antihypertrophic effects of natriuretic peptides-guanylyl cyclase-A signaling in the heart. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Kuwahara K, Nishida M, Jiang Z, Rong X, Kiyonaka S, Kuwabara Y, Kurose H, Inoue R, Mori Y, Nakagawa Y, Usami S, Fujiwara M, Yamada Y, Minami T, Ueshima K, Nakao K.
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: 106 ページ: 1849-1860
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pertussis toxin up-regulates angiotensin type 1 receptors through Toll-like receptor 4-mediated Rac activation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Suda R, Nagamatsu Y, Tanabe S, Onohara N, Nakaya M, Kanaho Y, Shibata T, Uchida K, Sumimoto H, Sato Y, Kurose H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 286 ページ: 15268-15277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agonist-induced endocytosis and receptor phosphorylation mediate resensitization of dopamine D_2 receptors. (2010)
  • 著者名/発表者名: Cho D, Zheng M, Min C, Ma L, Kurose H, Park JH, Kim KM.
  • 雑誌名: Mol Endocrinol. 24 ページ: 574-586
  • 査読あり
• [雑誌論文] Divergent roles of prokineticin receptors in the endothelial cells : angiogenesis and fenestration. (2010)
  • 著者名/発表者名: Guilini C, Urayama K, Turkeri G, Dedeoglu DB, Kurose H, Messaddeq N, Nebigil CG.
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol. 298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism and role of high density lipoprotein-induced activation of AMP-activated protein kinase in endothelial cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Tomura H, Sato K, Ito M, Matsuoka I, Im DS, Kuwabara A, Mogi C, Itoh H, Kurose H, Murakami M, Okajima F.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 285 ページ: 4387-4397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective and direct inhibition of TRPC3 channels underlies biological activities of a pyrazole compound. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kiyonaka, S., Kato, K., Nishida, M., Mio, K., Numaga, T., Sawaguchi, Y., Yoshida, T., Wakamori, M., Mori, E., Numata, T., Ishii, M., Takemoto, H., Ojida, A., Watanabe, K., Uemura, A., Kurose, H., Morii, T., Kobayashi. T., Sato, Y., Sato, C., Hamachi, I., Mori, Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106(13) ページ: 5400-5405
• [雑誌論文] Selective and direct inhibition of TRPC3 channels underlies biological activities of a pyrazole compound. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kiyonaka, S., Kato, K., Nishida, M., Mio, K., Numaga, T., Sawaguchi, Y., Yoshida, T., Wakamori, M., Mori, E., Numata, T, Ishii, M., Takemoto, H., Ojida, A., Watanabe, K., Uemura, A., Kurose, H., Morii, T., Kobayashi. T., Sato, Y., Sato, C, Hamachi, I., Mori, Y.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 106巻 ページ: 5400-5405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keapl regulates the constitutive expression of GST Al during differentiation of Caco-2 cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kusano, Y, Horie, S., Shibata, T, Satsu, H., Shimizu, M, Hitomi, E., Nishida, M., Kurose, H., Itoh, K., Kobayashi, A., Yamamoto, M., Uchida, K.
  • 雑誌名: Biochemistry 47 ページ: 6169-6177
  • 査読あり
• [雑誌論文] βγ subunits of Gi/o suppress EGF-induced ERK5 phosphorylation, whereas ERK1/2 phosphorylation is enhanced. (2008)
  • 著者名/発表者名: Obara, Y, Okano, Y, Ono, S., Yamauchi, A., Hoshino, T., Kurose, H., Nakahata, N.
  • 雑誌名: Cellular Signaling 20 ページ: 1275-1283
  • 査読あり
• [学会発表] 心臓の線維化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒瀬等
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] 心臓の線維化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒瀬等
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: シンポジウム
• [学会発表] βアドレナリン受容体遮断薬によるGRK5/βアレスチン2を介した心臓の線維化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 仲矢道雄、西田基宏、黒瀬等
  • 学会等名: 第84回日本薬理学会年会
  • 発表場所: シンポジウム
• [学会発表] βアドレナリン受容体遮断薬のGRK5/βアレスチン2を介した心臓の線維化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 仲矢道雄、西田基宏、黒瀬等
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: シンポジウム
• [学会発表] 転写因子のシステイン修飾による受容体発現の調節機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒瀬等、西田基宏、大串真理、須田玲子、仲矢道雄
  • 学会等名: 第82回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] 線維化とプリン受容体 (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒瀬等
  • 学会等名: 日本薬学会第129年会
  • 発表場所: シンポジウム
• [学会発表] 受容体・TRPCチャネル機能連関による心肥大シグナル制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西田基宏, 仲矢道雄, 黒瀬等
  • 学会等名: 薬理学会共催・トランスポーター研究会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] 心臓の線維化におけるG_<12/13>蛋白質の役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒瀬等、西田基宏
  • 学会等名: 薬理学会共催・第2回トランスポーター研究会
  • 発表場所: シンポジウム ワークショップin福岡
• [学会発表] 抗血小板薬シロスタゾールのTRPCチャネルの抑制を介した血管拡張作用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 有吉麻里奈、西岡絹恵、仲矢道雄、西田基宏、黒瀬等
  • 学会等名: 薬理学会共催・第2回トランスポーター研究会 ポスター発表
  • 発表場所: ワークショップin福岡
• [備考] ホームページ
  • URL: http://210.233.60.66/~chudoku/
• [備考]
  • URL: http://chudoku.phar.kyushu-u.ac.jp/
• [備考] 研究室のホームページ
  • URL: http://210.233.60.66/~chudoku/