化学発光によるHCN4発現ニューロンの同定と、神経因性疼痛における機能の解明

• 研究課題/領域番号: 26670292
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 疼痛学
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: 鷹野 誠 久留米大学, 医学部, 教授 (30236252)
• 連携研究者: 中島 則行 久留米大学, 医学部, 助教 (80625468)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: HCN4 / ニューロン / 脊髄後角 / 大脳皮質 / 神経障害性疼痛 / 過分極誘発陽イオンチャネル / 脊髄 / 痛覚

研究成果の概要

我々は、自発発火する洞房結節細胞やニューロンに存在するHCN4という分子に注目し、その遺伝子座にホタルの発光蛋白質を組み込んだ遺伝子改変マウスを作成した。このマウスではHCN4が発現しているニューロンをホタルのように光らせることができる。この光を手がかりに、脊髄では後角にHCN4発現ニューロンが存在していることを発見した。HCN4発現ニューロンが痛覚伝導路や神経障害性疼痛においてどのような機能を果たすか解明するために、その機構解析を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] The hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels contain multiple S-palmitoylation sites (2016)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., Ishihara, K., Nakashima, N., Takano, M.
  • 雑誌名: J Physiol Sci 巻: 66 号: 3 ページ: 241-8
  • DOI: 10.1007/s12576-015-0420-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Clinical Concentrations of Local Anesthetics Bupivacaine and Lidocaine Differentially Inhibit Human Kir2.x Inward Rectifier K+ Channels (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakahira, K., Oshita, K., Itoh, M., Takano, M., Sakaguchi, Y., Ishihara, K.
  • 雑誌名: Anesth Analg 巻: 122 号: 4 ページ: 1038-47
  • DOI: 10.1213/ane.0000000000001137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuronal and glial expression of inward rectifier potassium channel subunits Kir2.x in rat dorsal root ganglion and spinal cord (2016)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Yasaka T, Takano M, Ishihara K
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 617 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2016.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Renal Nerve-Mediated Erythropoietin Release Confers Cardioprotection During Remote Ischemic Preconditioning (2015)
  • 著者名/発表者名: Oba T, Yasukawa H, Nagata T, Kyogoku S, Minami T, Nishihara M, Ohshima H, Mawatari K, Nohara S, Takahashi J, Sugi S, Igata S, Iwamoto Y, Kai H, Matsuoka H, Takano M, Aoki H, Fukumoto Y, Imaizumi I.
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 79 号: 7 ページ: 1557-1567
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-14-1171
  • NAID: 130005083944
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genotype-dependent differences in age of manifestation and arrhythmia complications in short QT syndrome. (2015)
  • 著者名/発表者名: Harrell DT, Ashihara T, Ishikawa T, et al.
  • 雑誌名: International Journal of Cardiology. 巻: 190 ページ: 393-402
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2015.04.090
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ペースメーカーチャネル(HCN)の病態生理. (2015)
  • 著者名/発表者名: 鷹野 誠
  • 雑誌名: 臨と研 巻: 92 ページ: 134-137
• [雑誌論文] Disturbance of cardiac gene expression and cardiomyocyte structure predisposes Mecp2-null mice to arrhythmias. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara M, Takahashi T, Mistumasu C, Igata S, Takano M, Minami T, Yasukawa H, Okayama S, Nakamura K, Okabe Y, Tanaka E, Takemura G, Kosai K, Yamashita Y, Matsuishi T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 号: 1 ページ: 11204-11204
  • DOI: 10.1038/srep11204
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhancement of Spontaneous Activity by HCN4 overexpression in Mouse Embryonic Stem Cell-derived Cardiomyocytes - a Possible Biological Pacemaker. (2015)
  • 著者名/発表者名: SaitoY, Nakamura K, Yoshida M, Sugiyama H, Ohe T, Kurokawa J, Furukawa T, Takano M, Nagase S, Morita H, Kusano KF, Ito H.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 号: 9 ページ: e0138193-e0138193
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0138193
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ectopic automaticity induced in ventricular myocytes by transgenic overexpression of HCN2. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oshita K, Itoh M, Hirashima S, Kuwabara Y, Ishihara K, Kuwahara K, Nakao K, Kimura T, Nakamura K, Ushijima K, Takano M.
  • 雑誌名: Journal of Molecular and Cellular Cardiology 巻: 80 ページ: 81-89
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2014.12.019
  • NAID: 120007100131
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanism of the complete block of the Kir2.1 inward rectifier K+ channel under the external K+-free condition. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yanagi-Ishihara K, Itoh M, Takano M
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 65
• [雑誌論文] Zdhhc3/7, the members of protein-palmitoylation enzymes, inhibit the current amplitude of HCN2 channel. (2015)
  • 著者名/発表者名: Itoh M, Ishihara K, Takano M
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 65
• [雑誌論文] Luminescence imaging of HCN4 expression and phenotypic analysis of HCN4 TET-off mouse. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kozasa Y, Ohshita K, Nakashima N, Ushijima K, Takano M.
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 65
• [雑誌論文] Epithelium-dependent periodical excitation in response to stretch of guinea pig seminal vesicle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeya M, Hayashi T, Nakamura K, Takano M
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 65
• [雑誌論文] 過分極誘発陽イオンチャネル（HCN2）の潜在的な催不整脈性. (2014)
  • 著者名/発表者名: 大下健輔, 伊藤政之, 井形幸代, 桒原佳宏, 桑原宏一郎, 牛島一男, 鷹野 誠
  • 雑誌名: 日本生理学雑誌 巻: 76 ページ: 83-83
• [雑誌論文] QT短縮症候群に同定されたK チャネル変異の電気生理学的特性と臨床像. (2014)
  • 著者名/発表者名: ダニエル・トシオ・ハーレル, 芦原貴司, 冨永伊知子, 阿部圭祐, 石川泰輔, 住友直方, 鵜野起久也, 鷹野 誠, 蒔田直昌
  • 雑誌名: 日本生理学雑誌 巻: 76 ページ: 79-79
• [学会発表] HCN4過剰発現・ノックアウトマウスにおける洞房結節機能の変化. (2016)
  • 著者名/発表者名: 鷹野 誠, 小佐々優子, 武谷三恵, 中島則行, 石原圭子
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山市）
  • 年月日: 2016-04-26
• [学会発表] Role of mucosa in generating spontaneous activity in the guinea pig seminal vesicle. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeya M, Hashitani H, Hayashi T, Nakamura K, Takano M
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Revisiting K+ dependence of conductance and gating of strong inward rectifier K+ channels. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishihara K, Itoh M, Igata S, Takano M.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] The role of pacemaker channel HCN4 against bradycardic response. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kozasa Y, Takeya M, Nakashima N, Ushijima K, Takano M.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Visualization of HCN4-expressing neurons with GFP using Tet-expression system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakashima N, Takano M
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Arrhythmogenic properties of rat pulmonary vein cardiomyocytes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Y, Takano M, Ono K.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] ペースメーカーチャネルHCN4の陰性変時作用における新たな機能. (2015)
  • 著者名/発表者名: 小佐々優子, 武谷三恵, 中島則行, 牛島一男, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第66回西日本生理学会
  • 発表場所: 久留米大学筑水会館(久留米市）
  • 年月日: 2015-10-09
• [学会発表] ノックインマウスを使ったHCN4 発現ニューロンの可視化. (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島則行, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第66回西日本生理学会
  • 発表場所: 久留米大学筑水会館(久留米市）
  • 年月日: 2015-10-09
• [学会発表] 内向き整流性カリウムチャネルのポアの開口には細胞外カリウムイオンの存在を必要としない. (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳（石原）圭子, 井形幸代, 伊藤政之, 鷹野 誠
  • 学会等名: 平成27年度生理学研究所研究会「膜システムの機能的・構造的統合」
  • 発表場所: 生理学研究所(岡崎）
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] モルモット精嚢平滑筋自動性における粘膜の役割. (2015)
  • 著者名/発表者名: 武谷三恵, 橋谷 光, 林 篤正, 中村桂一郎, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第57回日本平滑筋学会総会
  • 発表場所: 山口大学小串キャンパス（医学部）総合研究棟(山口）
  • 年月日: 2015-08-25
• [学会発表] Controversy still goes on; lessons from HCN4 knock-out mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takano M, Kozasa Y, Takeya M, Ohshita K, Ito M, Ishihara K, Nakashima N.
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 30th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society and the 32nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Society of Electrocardiology
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(京都）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Atrial fibrillation and arrhythmogenic activities of pulmonary vein cardiomyocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ono K, Okamoto Y, Umehara S, Adachi T, Ohba T, Amano A, Takano M
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 30th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society and the 32nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Society of Electrocardiology
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(京都）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Luminescence imaging of HCN4 expression and phenotypic analysis of HCN4 TET-off mouse. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kozasa Y, Ohshita K, Nakashima N, Ushijima K, Takano M.
  • 学会等名: The 92nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] Epithelium-dependent periodical excitation in response to stretch of guinea pig seminal vesicle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeya M, Hayashi T, Nakamura K, Takano M.
  • 学会等名: The 92nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] Mechanism of the complete block of the Kir2.1 inward rectifier K+ channel under the external K+-free condition. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yanagi-Ishihara K, Itoh M, Takano M.
  • 学会等名: The 92nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Zdhhc3/7, the members of protein-palmitoylation enzymes, inhibit the current amplitude of HCN2 channel. (2015)
  • 著者名/発表者名: Itoh M, Ishihara K, Takano M.
  • 学会等名: The 92nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 化学発光によるHCN4発現部位の可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小佐々優子
  • 学会等名: 第65回西日本生理学会
  • 発表場所: 琉球大学(沖縄県中頭郡西原町）
  • 年月日: 2014-10-24
• [学会発表] Differential expression of Kir2.x inward rectifier K+ channels in neurons and glial cells in rat dorsal root ganglion and spinal cord. (2014)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Honda Y, Yasaka T, Takano M, Masuko S, Ishihara K.
  • 学会等名: The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Analysis of cardiac arrhythmias and gene expression in MeCP2-null Mouse. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hara M, Takahashi T, Mitsumasu C, Igata S, Takano M, Okabe Y, Tanaka E, Matsuishi T.
  • 学会等名: 13th Rett Syndrome Symposium
  • 発表場所: Chantilliy, VA, USA
  • 年月日: 2014-06-24 – 2014-06-26
• [備考] 久留米大学研究者紹介
  • URL: http://research.kurume-u.ac.jp/data.php?scode=14905632890988
• [備考] 久留米大学研究者紹介
  • URL: http://research.kurume-u.ac.jp/data.php?scode=76735632890988
• [備考] 久留米大学医学部生理学講座統合自律機能部門研究業績
  • URL: http://www.med.kurume-u.ac.jp/med/physiol2/paper.html