ミクログリアの活性酸素産生と亜鉛シグナル調節因子としてのプロトンチャネル

• 研究領域: 脳内環境：恒常性維持機構とその破綻
• 研究課題/領域番号: 24111529
• 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: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡村 康司 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80201987)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円); 2013年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2012年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 活性酵素 / ミクログリア / 亜鉛シグナル / pH / ホメオスタシス

研究概要

電位依存性プロトンチャネルVSOP/Hv1の細胞内動態を明らかにすることと、in vivo でのマウスでの解析を並行して行ってきた。
（１） 細胞膜近傍へVSOP/Hv1が移行することを、ATP刺激だけでなくUDPの刺激でも確認し、P2Y受容体が関与すると考えられた。また、アクチン線維の分布と共局在したことから、細胞骨格系の制御に関わる可能性が示唆された。
（２） NADPHオキシダーゼの抗体との二重染色を行い、VSOP/Hv1はNADPHオキシダーゼとは異なる膜小胞に分布することが示唆された。また、活性酸素産生レベルをノックアウトマウスと正常のマウスのミクログリアで比較した結果、ノックアウトマウスで産生が亢進していることから、NADPHオキシダーゼとVSOP/Hv1の関係は、好中球での機構とは異なると考えられた。
（３） Iba1-GFPマウスとVSOP/Hv1ノックアウトマウスの掛け合わせを進めた。
（４） VSOP/Hv1ノックアウトマウスが肥満を呈することを見いだし、摂食量の増加が体重増加に先行して見られることから、ミクログリア機能の変化によって食欲の亢進が起こっている可能性が考えられた。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphatase activity of the voltage-sensing phosphatase, VSP, shows graded dependence on the extent of activation of the voltage sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakata S & Okamura Y
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: 592(Pt 5) 号: 5 ページ: 899-914
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2013.263640
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] X-ray crystal structure of voltage-gated proton channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K, Sakata S, Yamashita E, Fujiwara Y, Kawanabe A, Kurokawa T, Okochi Y, Matsuda M, Narita H, Okamura Y & Nakagawa A
  • 雑誌名: Nat. Strucl. & Mol. Biol. 巻: (4) 号: 4 ページ: 352-7
  • DOI: 10.1038/nsmb.2783
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential role of voltage-sensing phosphatases in regulation of cell structure through the production of PI(3,4)P2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi S, Kurokawa T, Taira I, Aoki N, Sakata S, Okamura Y & Homma KJ
  • 雑誌名: J. Cell Physiol. 巻: 229(4) 号: 4 ページ: 422-33
  • DOI: 10.1002/jcp.24463
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optically detected structural change in the N-terminal region of the voltage-sensor domain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui H, Jinno Y, Tomita A, Okamura.Y
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 105(1) 号: 1 ページ: 108-115
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.05.051
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural characteristics of the redox-sensing coiled coil in the voltage-gated H+ channel. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Takeshita K, Nakagawa A, Okamura Y
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288(25) 号: 25 ページ: 17968-75
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.459024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Improved detection of electrical activity with a voltage probe based on a voltage-sensing phosphatase (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui H, Jinno Y, Tomita A, Niino Y, Yamada Y, Mikoshiba K, Miyawaki A & Okamura Y
  • 雑誌名: J. Physiol. , Epub 2013 Jul 8 巻: 591(Pt 18) 号: 18 ページ: 4427-37
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2013.257048
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mapping of sites facing aqueous environment of voltage-gated proton channel at resting state: A study with PEGylation protection (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa T & Okamura Y
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Acta 巻: 1838(1 Pt B) 号: 1 ページ: 382-7
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2013.10.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Autoimmune disorder phenotypes in Hvcn1-deficient mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Tojo A, Okochi Y, Miyawaki N, Kamimura D, Yamaguchi A, Murakami M, Okamura Y
  • 雑誌名: Biochem. 巻: 450 ページ: 295-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] The cytoplasmic coiled-coil mediates cooperative gating temperature sensitivity in the voltage-gated H+ channel Hv1. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Nakagawa A, Okamura Y
  • 雑誌名: SPring-8 Research Frontiers. 巻: 0 ページ: 0-0
• [雑誌論文] The cytoplasmic coiled-coil mediates cooperative gating temperature sensitivity in the voltage-gated H+ channel Hv1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Kurokawa T, Takeshita K, Kobayashi M, Okochi Y, Nakagawa A & Okamura Y
  • 雑誌名: Nat. Communi. 巻: 3 号: 1 ページ: 816-816
  • DOI: 10.1038/ncomms1823
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gating of the designed trimeric/tetrameric voltage-gated H+ channel. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Kurokawa T, Takeshita K, Nakagawa A, Larsson HP, Okamura Y
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: 591 ページ: 627-40
  • 査読あり
• [学会発表] 電位依存性H＋チャネルの膜電位感知機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] 活性化速度の異なるウニおよびマウスVSOP1/Hv1の比較による電位依存的ゲート機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂田宗平、宮脇奈那、黒川竜紀、オズカーヌルダン、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] 電位依存性H＋チャネルのゲーティングに対するS4領域の構造基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥田裕子、岡村康司 、藤原祐一郎
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルにおける閉状態のトポロジー解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒川竜紀、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルへの不飽和脂肪酸による活性増強効果の定量的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川鍋陽、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネル欠損マウスはメタボリックシンドロームの表現を呈する (2014)
  • 著者名/発表者名: 河合喬文、大河内善史、井村誉史雄、古川祐子、宮脇那奈、崎村建司、小泉修一、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] 光学的に検出された電位センサーN末領域の構造変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 筒井秀和、神野有香、富田亜希子、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] 発現系を用いたCi-CatSperチャネルの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 有馬大貴、岡村康司 、筒井秀和
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] PI(4,5)P2-DAGシグナルによって制御されるPCL共役方TRPC電流のモデルシュミレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 森誠之、斎恭平、今井裕子、岡村康司 、井上隆司、長谷英治、森泰生
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルVSOP/H1の動作原理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司 、藤原祐一郎、川鍋陽、坂田宗平、黒川竜紀
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 招待講演
• [学会発表] Voltage-sensor domain proteins: phosphonositide signal, proton permeation and molecular tools. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Okamura
  • 学会等名: Biophsical Society 58th Annual Meeting
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Inhibitation by reduction of PIP2 accelerates inactivation of receptor-operated TRPC6/7 currents. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori Masayuki, Kyohei Itsuki, Yuko Imai, Hideharu Hase, Yasushi Okamura, Ryuji Inoue
  • 学会等名: Biophsical Society 58th Annual Meeting
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
• [学会発表] The activation kinetics of the voltage-gated proton channel is drastically accelerated by unsaturated fatty acids. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Kawanabe, Yasushi Okamura
  • 学会等名: Biophsical Society 58th Annual Meeting
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
• [学会発表] 電位依存性ホスファターゼの動作原理と分子ツールへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司 、筒井秀和、坂田宗平
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会プログラム
  • 発表場所: 神奈川県 横浜市
  • 招待講演
• [学会発表] 不飽和脂肪酸による電位依存性プロトンチャネルへの活性増強効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川鍋陽、岡村康司
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都府京都市
• [学会発表] 電位依存性ホスファターゼ（VSP）の酵素活性は、電位センサーの動いた大きさに従い段階的に発揮される (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂田宗平、岡村康司
  • 学会等名: 平成25年度生理学研究所研究会
  • 発表場所: 愛知県 岡崎市
• [学会発表] 電位センサー蛋白機能の多様性：イオン透過からホスファターゼまで (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司 、藤原祐一郎、坂田宗平、河合 喬文、筒井秀和、大河内善史
  • 学会等名: Neuro2013(第36回神経科学学大会）
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 招待講演
• [学会発表] Voltage-sensing phosphatase - its structure and portability. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Okamura, Souhei Sakata, Hidekazu Tsutsui
  • 学会等名: The 1st Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Sciences Oriented Applications. (1st AWEST 2013)
  • 発表場所: 兵庫県淡路市
  • 招待講演
• [学会発表] Enzyme activity of voltage-sensing phosphatase (VSP) is graded dependent of the magnitude of movements of the voltage sensor? (2013)
  • 著者名/発表者名: Souhei Sakata, Yasushi Okamura
  • 学会等名: The 4th International Ion Channel Conference.
  • 発表場所: Shijiazhuang, China
  • 招待講演
• [学会発表] Regulatory roles of the dimeric structure in the voltage-gated H+ channel. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Kurokawa T, Takeshita K, Kobayashi M, Nakagawa A, Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
  • 招待講演
• [学会発表] How excited to talk with PI?: Lesson from voltage-sensing phosphatase. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
  • 招待講演
• [学会発表] Rapid evaluation of optical voltage reporters using field-induced transmembrane potential response. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui H, Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
• [学会発表] Substrate specificity of the voltage-sensing phosphatase (VSP) changes with membrane potential. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa T, Takasuga S, Sakata S, Yamaguchi S, Shigeo H, Homma K, Sasaki T, Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
• [学会発表] Graded tuning of phosphatase activity of VSP coupled with the intermediate state of the voltage sensor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakata S, Okamura Y
  • 学会等名: Biophysical Society 57th Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia, PA, USA
• [学会発表] Calcium transients in muscle fibers expressing voltage-sensitive phosphoinositide phosphatases. (2013)
  • 著者名/発表者名: Loustau T, Legrand C, Berthier C, Okamura Y, Jacquemond V
  • 学会等名: Biophysical Society 57th Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia, PA, USA
• [学会発表] PIP2 dynamics underlying muscarinic or vasopressin receptor-activated TRPC3 C6 and C7 currents. (2013)
  • 著者名/発表者名: Itsuki K, Imai Y, Okamura Y, Inoue R, Mori, MX
  • 学会等名: Biophysical Society 57th Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia, PA, USA
• [学会発表] Structural bases of the gating regulation in the voltage-gated H+ channel. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Kurokawa T, Okamura Y
  • 学会等名: Nagoya Symposium -Frontiers in Structural Physiology
  • 発表場所: 愛知県 名古屋市
• [学会発表] Physiological genomics of amphibian VSP: a potential molecular mechanism of electrical block of fertilization in vertebrates. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mutua J, Jinno Y, Ueno S, Sakata S, Okochi Y, Tsutsui H, Iwao Y, Jaffe L, Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
• [学会発表] Phosphatase activity of VSP is graded in a reflection of the sequential motion of the voltage sensor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakata S, Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
• [学会発表] The optimization of the electrophysiological characterization of the voltage-gated proton channel on the artificial membrane. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawanabe A, Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
• [学会発表] Subcellular localization of voltage-gated proton channels in primary cultured microglia. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai T, Imura Y, Koizumi S, Okochi Y, Sakimura K, Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
• [学会発表] Autoimmune disorder phenotypes in Hvcn1-deficient mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Tojo A, Okochi Y, Miyawaki N, Kamimura D, Yamaguchi A, Murakami M, Okamura Y
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京、タワーホール船堀
• [学会発表] 3' Phosphatase activity toward phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate [PI(3,4)P2] by voltage-sensing phosphatase (VSP). (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa T, Takasuga S, Sakata S, Yamaguchi S, Horie S, Homma KJ, Sasaki T, Okamura Y
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡県 福岡市
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] Secret lives of voltage-sensing phosphatases. (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y
  • 学会等名: Gordon Research Conference "Bioelectrochemistry"
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular properties of voltage-sensing phosphatases and applications to molecular tools. (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y, Tsutsui H
  • 学会等名: The 1st NTU-Osaka U Joint Symposium on Biomedical Science
  • 発表場所: 台北 台湾
  • 招待講演
• [図書] 生物学辞典 第五版 (2013)
  • 著者名/発表者名: 巌佐 庸、倉谷 滋、斎藤 成也、塚谷 裕一
  • 総ページ数: 2192
  • 出版者: 岩波書店
• [図書] 生物学辞典 第五版 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司
  • 出版者: 岩波書店
• [図書] Brain Science Dictionary (on line) (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂田宗平、岡村康司
  • 出版者: 脳科学辞典「ナトリウムチャネル」
• [図書] Brain Science Dictionary (on line) (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、岡村康司
  • 出版者: 脳科学辞典「膜電位センサー」
• [図書] Comprehensive Biophysics (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y
  • 出版者: Academic Press
• [備考] 大阪大学大学院医学系研究科統合生理学教室
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/phys2/okamura/