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電位依存性プロトンチャネルHv1/VSOPによる酸化ストレス抑制機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K06829
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, 大学院医学系研究科, 准教授 (90435818)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードプロトンチャネル / 酸化ストレス / グリコシル化 / NADPHオキシダーゼ / pH / 膜電位
研究開始時の研究の概要

電位依存性プロトンチャネル(Hv1/VSOP)は活性酸素の産生を抑制する機能を持つ。Hv1/VSOPが機能しないマウスは、貪食細胞(肝クッパー細胞)が作る活性酸素の量が野生型よりも増える結果、高血糖を自然発症する。すなわち、Hv1/VSOPは糖尿病を抑制する機能を持つ可能性を示唆する。また、Hv1/VSOPは好中球において作られる活性酸素を抑制して走化性を抑制する機能を持つことから、炎症抑制作用が示唆される。本研究では、Hv1/VSOPが糖尿病や炎症を抑制する機能について調べ、活性酸素により誘導されると考えられている糖尿病や炎症の疾患の発症機序の解明を目指す。

研究実績の概要

Hv1/VSOPによる酸化ストレスを制御する機構を明らかにするために、前年度に引き続き、Hv1/VSOPがNADPHオキシダーゼを制御する機構に着目して実験を行った。WTとHv1/VSOP-KOマウスから単離した好中球の細胞膜上に局在するNADPHオキシダーゼの量を、無刺激条件下において、ビオチン化法による膜表面に局在するNADPHオキシダーゼを回収することで調べた。その結果、非常に弱いがNADPHオキシダーゼのシグナルを検出することができた。
Hv1/VSOPの酸化抑制機能を調べる目的で、ウニHv1/VSOPに着目した。ウニHv1/VSOPは哺乳類を含めた他の生物とは異なり、N-結合型グリコシル化に必須のコンセンサス配列を持っていることから、グリコシル化を指標に酸化ストレス制御機構を明らかにできるのではないかと考えた。これまでウニHv1/VSOPがグリコシル化されることは示されていなかったことから、HEK細胞に発現させて糖鎖修飾の有無を確認した。糖鎖切断酵素の有無、グリコシル化されるアミノ酸部位に変異を導入した変異体を用いた実験から、ウニHv1/VSOPがグリコシル化されることが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

無刺激条件下での好中球における膜表面に局在するNADPHオキシダーゼを検出することができたため。ウニHv1/VSOPがグリコシル化されることが分かったため。

今後の研究の推進方策

引き続き、WTおよびHv1/VSOP-KOマウスから単離した好中球を用いて、膜表面に局在するNADPHオキシダーゼの量を定量する。ウニHv1/VSOPについてグリコシル化がチャネル活性に与える影響を調べる。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Role of K364 next to the active site cysteine in voltage-dependent phosphatase activity of Ci-VSP2023

    • 著者名/発表者名
      Paixao Ian Costa、Mizutani Natsuki、Matsuda Makoto、Andriani Rizki Tsari、Kawai Takafumi、Nakagawa Atsushi、Okochi Yoshifumi、Okamura Yasushi
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: - 号: 11 ページ: 2267-2284

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2023.01.022

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルHv1の2量体化はERでの滞在時間を延ばす2023

    • 著者名/発表者名
      大河内善史、神野有香、岡村康司
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] H+輸送チャネル Hv1 に秘められた謎:人体と地球史軸から Lessons from voltage-gated proton channel, Hv1:both views of human physiology and evolution2023

    • 著者名/発表者名
      岡村康司、大河内善史、RIZKI TSARI ANDRIANI、水谷夏希
    • 学会等名
      日本動物学会 第94回山形大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 新旧のタンパクを区別できるマウスを用いたNav1.6のターンオーバの解析~神経細胞の機能が維持される仕組みの解明を目指して~2023

    • 著者名/発表者名
      山元康平、大河内善史、好岡大輔、阿部学、﨑村建司、岡村康司
    • 学会等名
      第115回近畿生理学談話会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 網膜神経節細胞に着目した色変更型Nav1.6-Flexマウスを用いたNav1.6タンパクのターンオーバーの解析2023

    • 著者名/発表者名
      大河内善史、山元康平、好岡大輔、阿部学、﨑村建司、岡村康司
    • 学会等名
      先端モデル動物支援プラットフォーム(AdAMS)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 新旧のタンパクを区別できるマウスを用いた電位依存性ナトリウムチャネル Nav1.6 のターンオー バーの解析 ~神経細胞の機能が維持される仕組みの解明を目指して~ Analysis of sodium channel turnover using mice that can distinguish between old and new Nav1.6 protein ~Toward understanding mechanism of homeostasis of neuronal function~2023

    • 著者名/発表者名
      山元康平、大河内善史、好岡大輔、阿部学、﨑村建司、岡村康司
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Dimerization of sea urchin Hv1 voltage-gated proton channel is required for its own glycosylation2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okochi, Yuka Jinno, Yasushi Okamura
    • 学会等名
      The 100th Anniversary Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 色変更型Nav1.6-Flexマウスを用いたNav1.6タンパクのターンオーバーの解析2023

    • 著者名/発表者名
      大河内善史、好岡大輔、阿部学、﨑村建司、岡村康司
    • 学会等名
      先端モデル動物支援プラットフォーム(AdAMS) 2022年度成果発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of Vitamin D3 on the sodium phosphate cotransporter family SLC342023

    • 著者名/発表者名
      Junxian Zhou, Yoshifumi Okochi, Yasushi Okamura
    • 学会等名
      The 100th Anniversary Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 家族性低リン血症くる病に関するNa+/Pi共輸送体NaPi-IIc/SLC34A3のリン酸輸送機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      周俊先、大河内善史、水谷夏希、瀬川博子、岡村康司
    • 学会等名
      第16回トランスポーター研究会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Understanding the transport mechanisms of the Na+/Pi cotransporter NaPi-IIc/SLC34A32022

    • 著者名/発表者名
      Junxian Zhou, Natsuki Mizutani, Yuji Shiozaki, Hiroko Segawa, Yasushi Okamura, Yoshifumi Okochi
    • 学会等名
      IUPS2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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