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亜鉛イオンによるGPCR-Gタンパク質共役調節機構の解明

公募研究

研究領域「生命金属科学」分野の創成による生体内金属動態の統合的研究
研究課題/領域番号 22H04814
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関大阪公立大学 (2023)
九州大学 (2022)

研究代表者

西山 和宏  大阪公立大学, 大学院獣医学研究科, 准教授 (60810116)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード亜鉛イオン / GPCR / 亜鉛 / TRPC6
研究開始時の研究の概要

βアドレナリン受容体(βAR)は交感神経刺激応答を司るGタンパク質共役型受容体(GPCR)であり、心不全治療薬の標的としても注目されている。本研究では、βARの亜鉛イオン(Zn2+)依存的増強作用に着目し、GPCRとエフェクター分子(Gsタンパク質)との共役増強に貢献するZn2+輸送分子実体を同定するとともに、局所Zn2+流入によるβAR機能修飾の(病態)生理学的意義を解明することを目的とする。

研究実績の概要

昨年度までの検討により、交感神経終末から遊離されるノルアドレナリンによるtransient receptor potential canonical (TRPC)6チャネルの活性化が、亜鉛イオン(Zn2+)の流入を介してβアドレナリン受容体(βAR)の脱感作を抑制することで、交感神経刺激に対する心筋の収縮応答を増強させることを動物レベルで明らかにした。本年度は、TRPC6を介した局所Zn2+流入の心臓以外の臓器での役割を明らかにすることとした。
Zn2+ は腸の酸化還元および微生物の恒常性の調節に関与しているとされており、炎症性腸疾患 (IBD)患者では、血中亜鉛濃度が減少していることが知られている。腸内細菌叢の再プロファイリングによる腸のストレス脆弱性は、IBDの予後不良につながる。そこで、マウス腸のストレス耐性における TRPC6 媒介 Zn2+ 流入の役割を明らかにするために検討を行った。IBD 患者の粘膜における TRPC1-C7 mRNA の発現プロファイルを、GEO データベースを使用して分析したところ、TRPC6 mRNA 発現レベルは、IBD 患者の粘膜で増加していた。デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発性大腸炎モデルを用いて、腸炎におけるTRPC6の役割を検討したところ、TRPC6欠損マウス(TRPC6 KOマウス)では、WTマウスと比較して、重度の体重減少と疾患活動性指数の増加を示した。 加えて、抗酸化タンパク質の mRNA 量はTRPC6 KOマウスの結腸で増加し、TRPC6 KOマウスでは腸内微生物叢のプロファイルが変化した。 TRPC6 活性化因子による治療により、腸組織のZn2+ 濃度の増加を伴いDSS 誘発性大腸炎の進行が抑制された。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Pharmacological Activation of TRPC6 Channel Prevents Colitis Progression2024

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Kazuhiro、Kato Yuri、Nishimura Akiyuki、Mi Xinya、Nagata Ryu、Mori Yasuo、Azuma Yasu-Taka、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 25 号: 4 ページ: 2401-2401

    • DOI

      10.3390/ijms25042401

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The role of P2Y6 receptor in the pathogenesis of cardiovascular and inflammatory diseases2024

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 154 号: 2 ページ: 108-112

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2024.01.003

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Myocardial TRPC6-mediated Zn2+ influx induces beneficial positive inotropy through beta-adrenoreceptors.2022

    • 著者名/発表者名
      Oda S, Nishiyama K, Furumoto Y, Yamaguchi Y, Nishimura A, Tang X, Kato Y, Numaga-Tomita T, Kaneko T, Mangmool S, Kuroda T, Okubo R, Sanbo M, Hirabayashi M, Sato Y, Nakagawa Y, Kuwahara K, Nagata R, Iribe G, mori Y, Nishida M.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 12 号: 1 ページ: 6374-6374

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34194-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 受容体作動性カチオンチャネルTRPC6を介した亜鉛流入による心機能調節機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      西山和宏
    • 学会等名
      第13回トランスポーター研究会九州部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gタンパク質共役型受容体の機能修飾と生命金属に関する研究.2023

    • 著者名/発表者名
      西山和宏
    • 学会等名
      第34回日本微量元素学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] TRPC3/6/7チャネル活性化による強心作用を介した心不全治療2022

    • 発明者名
      西田基宏、他7人
    • 権利者名
      西田基宏、他7人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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