細胞および個体でのマグネシウム調節とその分子機構

• 研究課題/領域番号: 26291042
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 三木 裕明 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (80302602)
• 連携研究者: 山崎 大輔 大阪大学, 微生物病研究所, 准教授 (50422415) ; 船戸 洋佑 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (60505775)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: マグネシウム / ストレス / 癌 / 循環器・高血圧

研究成果の概要

本研究では、哺乳動物系の培養細胞、マウス、線虫、などさまざまな実験材料を利用してMg2+トランスポーターCNNMの解析を実施した。その結果、CNNMが細胞内のMg2+量調節や腸でのマグネシウム吸収に重要であることを明らかにした。また、Mg2+量に応じて細胞のエネルギー状態が変化して、mTORシグナル伝達などに大きな影響を与えていることも分かった。さらにMg2+調節異常が精子の機能不全や腸上皮の細胞増殖、分化異常につながることも明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] McGill大学(カナダ)
• [国際共同研究] McGill University(カナダ)
• [雑誌論文] Phosphatase of regenerating liver maintains cellular magnesium homeostasis (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshida A, Funato Y, Miki H
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 475 号: 6 ページ: 1129-1139
  • DOI: 10.1042/bcj20170756
  • 査読あり
• [雑誌論文] CrossTalk proposal: CNNM proteins are Na+/Mg2+exchangers playing a central role in transepithelial Mg2+(re)absorption (2018)
  • 著者名/発表者名: Funato Y, Furutani K, Kurachi Y, Miki H
  • 雑誌名: J Physiol. 巻: 596 号: 5 ページ: 743-746
  • DOI: 10.1113/jp275248
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Visualization of long-term Mg2+ dynamics in apoptotic cells using a novel targetable fluorescent probe (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsui Y, Funato Y, Imamura H, Miki H, Mizukami S, Kikuchi K
  • 雑誌名: Chem Sci. 巻: 8 号: 12 ページ: 8255-8264
  • DOI: 10.1039/c7sc03954a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Renal function of cyclin M2 Mg2+ transporter maintains blood pressure. (2017)
  • 著者名/発表者名: Funato Y, Yamazaki D, Miki H.
  • 雑誌名: J Hypertens. 巻: 35 号: 3 ページ: 585-592
  • DOI: 10.1097/hjh.0000000000001211
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphocysteine in the PRL-CNNM pathway mediates magnesium homeostasis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Gulerez I, Funato Y, Wu H, Yang M, Kozlov G, Miki H, Gehring K.
  • 雑誌名: EMBO Rep. 巻: 17 号: 12 ページ: 1890-1900
  • DOI: 10.15252/embr.201643393
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mg²⁺ Extrusion from Intestinal Epithelia by CNNM Proteins Is Essential for Gonadogenesis via AMPK-TORC1 Signaling in Caenorhabditis elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii T, Funato Y, Hashizume O, Yamazaki D, Hirata Y, Nishiwaki K, Kono N, Arai H, Miki H.
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 12 号: 8 ページ: e1006276-e1006276
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006276
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complementary role of CNNM2 in sperm motility and Ca(2+) influx during capacitation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki D, Funato Y, Miyata H, Ikawa M, Miki H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 474 号: 3 ページ: 441-446
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Mg2+ transporter CNNM4 regulates sperm Ca2+ homeostasis and it is essential for reproduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yamazaki, Haruhiko Miyata, Yosuke Funato, Yoshitaka Fujihara, Masahito Ikawa, Hiroaki Miki
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 未定 号: 9 ページ: 1940-1949
  • DOI: 10.1242/jcs.182220
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Basolateral sorting of the Mg2+ transporter CNNM4 requires interaction with AP-1A and AP-1B. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirata Y, Funato Y, Miki H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 455 号: 3-4 ページ: 184-189
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.10.138
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Membrane Protein CNNM4-Dependent Mg2+ Efflux Suppresses Tumor Progression (2014)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Funato, Daisuke Yamazaki, Shin Mizukami, Lisa Du, Kazuya Kikuchi, Hiroaki Miki
  • 雑誌名: J. Clin. Invest. 巻: 124 号: 12 ページ: 5398-5410
  • DOI: 10.1172/jci76614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstruction of insulin signal flow from phosphoproteome and metabolome data (2014)
  • 著者名/発表者名: Yugi, K., Kubota, H., Toyoshima, Y., Noguchi, R., Kawata, K., Komori, Y., Uda, S., Kunida, K., Tomizawa, Y., Funato, Y., Miki, H., Matsumoto, M., Nakayama, K.I., Kashikura, K., Endo, K., Ikeda, K., Soga, T., Kuroda, S.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 8 号: 4 ページ: 1171-1183
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.07.021
  • NAID: 120005537752
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mg2+-dependent interactions of ATP with the cystathionine-β-synthase (CBS) domains of a magnesium transporter. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirata Y, Funato Y, Takano Y, Miki H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 21 ページ: 14731-14739
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.551176
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] PRL/CNNM複合体によるMg2+排出の調節とPRLのCysリン酸化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三木 裕明
  • 学会等名: 生体分子コバレント修飾の革新的解析拠点形成 シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Mg2+の不足によるPRLの転写活性化 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshida A, Funato Y, Miki H
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] Mg2+トランスポーターCNNM4は大腸での発がんを抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki D, Hasegawa A, Funato Y, Miki H
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] Mg2+トランスポーターCNNMは線虫でROSレベルと寿命を調節する (2017)
  • 著者名/発表者名: Hashizume O, Funato Y, Miki H
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] PRLによる酸性微小環境への適応 (2017)
  • 著者名/発表者名: Funato Y, Yoshida A, Yamazaki D, Miki H
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] がんの浸潤運動におけるPRLの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 船戸洋佑, 山崎大輔, 吉田篤, 三木裕明
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] がんの悪性化と酸性環境適応の分子機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 船戸洋佑, 山崎大輔, 吉田篤, 三木裕明
  • 学会等名: 第44回日本毒性学会学術年会
  • 招待講演
• [学会発表] CNNM magnesium transporters in health and disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Funato, Daisuke Yamazaki, Hiroaki Miki
  • 学会等名: IUPS 38th world congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] PRLによる細胞内Mg2+量の調節とその破綻によるがん悪性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 船戸 洋佑、山崎 大輔、三木 裕明
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] PRLによるがん悪性化とpH依存性の細胞死 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三木 裕明
  • 学会等名: 第25回日本Cell Death学会学術集会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] PRLによる細胞内マグネシウムイオン量のレドックス制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 船戸 洋佑、山崎 大輔、三木 裕明
  • 学会等名: 第43回日本毒性学会学術年会シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] PRLによるがん悪性化と上皮組織内の細胞間相互作用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 船戸 洋佑、山崎 大輔、三木 裕明
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-06-15
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内マグネシウム調節の異常とがん悪性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三木 裕明
  • 学会等名: タイムシグナルと制御シンポジウム
  • 発表場所: 下田
  • 年月日: 2016-06-11
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内マグネシウム調節とがん悪性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三木 裕明
  • 学会等名: 第53回日本臨床分子医学会学術集会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-04-15
  • 招待講演
• [学会発表] Redox regulation of magnesium-ion transporter MagEx/CNNM (2015)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Funato, Daisuke Yamazaki, Hiroaki Miki
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] MgイオントランスポーターCNNM/MagExの分子機能とがん悪性化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三木 裕明
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] マグネシウムイオン輸送のレドックス制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 船戸 洋佑、山崎 大輔、三木 裕明
  • 学会等名: 第１５回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2015-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] Mg2+ efflux by CNNM4 Mediates Intestinal Magnesium Absorption and Suppresses Malignant Progression of Tumors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miki H.
  • 学会等名: Ion Channels, transporters, and small molecules as key regulators of homeostatic systems
  • 発表場所: Nagoya Congress Center
  • 年月日: 2015-03-17
  • 招待講演