温度センサーTRPチャネルの機能制御機構と生理学的意義の検討

2010 年度 研究成果報告書

• 研究領域: セルセンサーの分子連関とモーダルシフト
• 研究課題/領域番号: 18077012
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設) (2010); 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設) (2006-2009)
• 研究代表者: 富永 真琴 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (90260041)
• 研究分担者: 福見 知子 生理学研究所, 細胞器官研究系, 准教授 (00280587) ; 稲田 仁 大学共同利用機関法人自然科学研究機構, 岡崎共通研究施設, 特任助教 (60419893) ; 曽我部 隆彰 大学共同利用機関法人自然科学研究機構, 岡崎共通研究施設, 特別協力研究員 (70419894)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 温度 / TRPチャネル

研究概要

(1) 海馬神経細胞においてTRPV4が体温下で恒常的に活性化して静止膜電位の形成を介して神経興奮性に重要な役割を担っていることを明らかにした。(2) 体温下での膀胱伸展をTRPV4が感知して、その情報をATPを介して感覚神経に伝達するという新しい感覚メカニズムを発見した。(3) ケラチノサイトでは主にTRPV3が温度を感知して、その温度情報をATPを介して感覚神経に伝達していることを見いだした。(4) 低温電子顕微鏡を用いた単粒子解析によってTRPV4の3次元構造を3.5 nmレベルで明らかにした。(5) 皮膚ケラチノサイトでは、環境温度をTRPV4で感知して細胞内にCa^<2+>を流入させてアドヘレンスジャンクション、タイトジャンクション構造を強めて細胞接着性バリア機能を果たしていることを見いだした。(6)ニシツメガエルTRPV3遺伝子をクローニングし、温かい温度で活性化する哺乳類TRPV3と異なり、ニシツメガエルTRPV3は17度以下の冷たい温度で活性化することが分かり、進化の過程で活性化温度が逆転したものと考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Importance of transient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4) in epidermal barrier function in human skin keratinocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kida N, Sokabe T, Kashio M, Haruna K, Mizuno Y, Suga Y, Nishikawa K, Kanamaru A, Hongo M, Oba A, Tominaga M.
  • 雑誌名: Pfluger Archiv. Eur. J. Physiol. 巻: 463 ページ: 715-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient Receptor Potential Vanilloid 4 (TRPV4)-dependent calcium influx and ATP release in mouse esophageal keratinocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Mihara H, Boudaka A, Sugiyama T, Moriyama Y, Tominaga M.
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: 589 ページ: 3471-3482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of vertebrate transient receptor potential vanilloid 3 channels : opposite temperature sensitivity between mammals and western clawed frogs (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito S, Fukuta N, Shingai R, Tominaga M.
  • 雑誌名: PLoS Genet 巻: 7 ページ: e1002041
  • 査読あり
• [雑誌論文] The TRPV4 channel contributes to intercellular junction formation in keratinocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Sokabe T, Fukumi-Tominaga T, Yonemura S, Mizuno A, Tominaga M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 285 ページ: 18749-18758
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3.5-nm structure of rat TRPV4 cation channel revealed by zernike phase-contrast cryo-EM (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigematsu H, Sokabe T, Danev R, Tominaga M, Nagayama K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 285 ページ: 11210-11218
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRPV3 in keratinocytes transmits temperatutre information to sensory neurons via ATP (2009)
  • 著者名/発表者名: Mandadi S, Sokabe T, Shibasaki K, Katanosaka K, Mizuno A, Moqrich A, Patapoutian A, Fukumi-Tominaga T, Mizumura K, Tominaga M.
  • 雑誌名: Pfluger Archiv. Eur. J. Physiol. 巻: 458 ページ: 1093-1102
  • 査読あり
• [雑誌論文] The TRPV4 cation channel mediates stretch-evoked Ca^<2+> influx and ATP release in primary urothelial cell cultures (2009)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki T, Sokabe T, Araki I, Fujishita K, Shibasaki K, Uchida K, Naruse K, Koizumi S, Takeda M, Tominaga M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 284 ページ: 21257-21264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of body temperature on neural activity in the hippocampus: regulation of resting membrane potentials by TRPV4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Shibasaki K., Suzuki M, Mizuno A, Tominaga M.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 27 ページ: 1566-1575
  • 査読あり
• [学会発表] ATP-mediated information transmission downstream of TRP channel activation (2011)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M.
  • 学会等名: 第84回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 消化管機能とTRPVチャネ (2011)
  • 著者名/発表者名: 三原弘, 富永真琴
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 感覚器官としての上皮-上皮に発現するTRPチャネルの機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 富永真琴
  • 学会等名: 第88回日本生理学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Physiological significance of thermosensitive TRP channels (2011)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M.
  • 学会等名: 7th FAOPS Congress
  • 発表場所: National Taiwan University Hospital 台北、台湾
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Functional Evolution of Thermosensor TRPV3 Channels: Opposite Temperature Sensitivity Between Mammals And Western Clawed Frogs (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito S, Fukuta N, Shingai R, Tominaga M.
  • 学会等名: 2011 Annual Meeting of Society for Molecular Biology and Evolution
  • 発表場所: Kyoto University Kyoto
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Evolution of Thermosensor TRPV3 Channels : Opposite Temperature Sensitivity between Mammals and Western Clawed Frogs (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito S, Fukuta N, Shingai R, Tominaga M.
  • 学会等名: 8^<th> International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
  • 発表場所: Nagoya Congress Center Nagoya
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] 温度受容体Transient receptor potential vanilloid 3 (TRPV3)イオンチャネルの機能進化 : 哺乳類とニシツメガエル(Xenopus tropicalis)における逆向きの温度感受 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤茂, 新貝鉚蔵, 富永真琴
  • 学会等名: 第57回中部日本生理学会
  • 発表場所: 藤田保健衛生大学 愛知県
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] TRP ion channels-novel sensor molecules for temperature and chemical stimuli (2010)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M.
  • 学会等名: 第17回日本排尿機能学会
  • 発表場所: 山梨大学 山梨県
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] 温度受容体Transient receptor potential vanilloid 3 (TRPV3)イオンチャネルの機能進化 : 哺乳類とニシツメガエル(Xenopus tropicalis)における逆向きの温度感受性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤茂, 新貝鉚蔵, 富永真琴
  • 学会等名: 日本遺伝学会第82回大会
  • 発表場所: 北海道大学 北海道
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Purinergic chemical transmission in the non-synaptic connection in periphery Neuro2010 (2010)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M.
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター 兵庫県
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Evolution of the temperature sensor TRPV3 channel : shift in the temperature sensitivity between mammals and western clawed frog (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito S, Shingai R, Tominaga M.
  • 学会等名: SMBE-2010- Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution
  • 発表場所: Lyon Convention Center Lyon, France
  • 年月日: 2010-07-05
• [学会発表] ケラチノサイトとニューロンの微妙な関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 富永真琴
  • 学会等名: 第32回日本疼痛学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館 京都府
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] TRPV4-dependent stretch-evoked calcium influx and ATP release in esophageal keratinocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Boudaka A, Mihara H, Mizuno A, Tominaga M
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール 岩手県
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] 温刺激受容体transient receptor potential vanilloid 3チャネルの脊椎動物における進化 : 無尾両棲類と哺乳類の比較解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤茂, 新貝鉚蔵, 富永真琴
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール 岩手県
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] TRP channel functions in the skin keratinocytes (2009)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M.
  • 学会等名: 5^<th> International Workshop for the Study of ITCH
  • 発表場所: Chinzan-so Tokyo
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] Monitoring of the released substances with a biosensor-patch method (2009)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M.
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 愛知県
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Physiological significance of the thermosensitive TRP channels (2009)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M.
  • 学会等名: 40th NIPS International Symposium in conjunction with PAT-CVR2009
  • 発表場所: Okazaki Conference Center Okazaki
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] Physiological significance of thermosensitive TRP channels (2009)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M.
  • 学会等名: 36^<th> International Congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center Kyoto
  • 年月日: 2009-08-01
• [学会発表] The TRPV4 channel participates in intercellular adhesion-dependent skin barrier function in mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Sokabe T, Fukumi-Tominaga T, Yonemura S, Tominaga M.
  • 学会等名: 36^<th> International Congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center Kyoto
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] ゼルニケ位相差低温電子顕微鏡法によるラットTRPV4の構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 重松秀樹, 曽我部隆彰, 富永真琴, 永山國昭
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム 東京都
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] アストロサイトに発現するTRPV4が神経細胞との機能連関に関わる可能性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 柴崎貢志, 富永真琴
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] TRPV4の活性化を介したアストロサイトの興奮性向上 (2007)
  • 著者名/発表者名: 柴崎貢志, 富永真琴
  • 学会等名: 第84回日本生理学会大会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター 大阪府
  • 年月日: 2007-03-21
• [学会発表] ケラチノサイト細胞間接着と皮膚バリアに果たすTRPV4チャネルの生理的役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 曽我部隆彰, 水野敦子, 鈴木誠, 富永真琴, 福見-富永知子
  • 学会等名: 第84回日本生理学会大会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター 大阪府
  • 年月日: 2007-03-20
• [学会発表] ケラチノサイトに発現するTRPV3の活性化を介したATPの放出によって温度情報が感覚神経に伝達される (2007)
  • 著者名/発表者名: 富永真琴, マンダディ・スラバン, 曽我部隆彰, 柴崎貢志, 水野敦子, 鈴木誠, 福見-富永知子
  • 学会等名: 第84回日本生理学会大会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター 大阪府
  • 年月日: 2007-03-20
• [備考]
  • URL: http://www.nips.ac.jp/cs/