研究課題
近年、申請者らはtransient receptor potential(TRP)と呼ばれるCa2+透過性カチオンチャネル群の一員であるTRPA1が高濃度酸素および低酸素によって活性化されることをin vitroレベルで明らかにした。酸素は好気性生物にとって必須であると同時に有害でもある。そのため哺乳動物では、頸動脈小体やnodose ganglion由来の迷走・上喉頭神経などの化学受容器が酸素濃度の変化を感知して体内への酸素供給を制御するというシステムが発達してきた。しかし、これら化学受容器における詳細な酸素感知機構は未解明である。本年度は、まず、TRPA1の発現部位の同定をおこなった。その結果、TRPA1が気管および肺に投射している迷走神経に発現していることを明らかにした。次に、高酸素および低酸素に対して応答する神経の評価をおこなった。高酸素に対しては迷走・上喉頭神経が重要であることを明らかにし、その一方で、低酸素に対しては、これまでよく知られていた舌咽神経の働きだけでなく、迷走・上喉頭神経も重要であることを明らかにした。さらに高酸素および低酸素吸入に伴う迷走神経活動を測定して、wild-typeマウスとTrpa1-knockoutマウスで比較した。その結果、TRPA1が迷走神経において、高酸素および低酸素に対する神経活動の増強に関与していることを明らかにした。以上の結果から、マウス体内への酸素供給制御には、迷走神経におけるTRPA1が重要であることが強く示唆された。TRPA1は酸素に対して応答を示すが、酸素は弱い酸化剤であることから、TRPA1は非常に高い酸化感受性を有していると考えられる。このTRPA1の酸化感受性という点に関連して、TRPA1がS-トランスニトロシル化という酸化反応に対しても高選択的に応答を示すということを発見した。電気生理学的手法を用いてS_トランスニトロシル化により活性化したTRPA1由来のイオン電流の記録に成功した。
2: おおむね順調に進展している
当該年度は当初の目的の通り、TRPA1が気管および肺に投射している迷走神経に発現していることを明らかにし、それら神経細胞の高酸素および低酸素に対する神経活動応答がTRPA1に由来することをwild-typeマウスおよびTrpa1-ノックアウトマウスを用いて明らかにできたため。
現時点では研究計画に変更はなく、高酸素および低酸素吸入時のマウス呼吸変化の評価および呼吸変化に伴うマウス個体への影響を評価する計画である。
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Frontiers in Physiology
巻: 3 ページ: 324
10.3389/fphys.2012.00324.
