2003 年度実績報告書

SAチャネルの構造機能連関と生理機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号	13480216
研究機関	名古屋大学
研究代表者	曽我部正博名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10093428)
研究分担者	飯田秀利東京学芸大学, 教育学部, 教授 (70124435) 成瀬恵治名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (40252233) 辰巳仁史名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (20171720)
キーワード	SAチャネル / 構造機能連関 / Kcaチャネル / 心筋 / 細菌SAチャネル / NF-KB / ストレス / リン酸化
研究概要	本研究の目的は、1)SAチャネルの構造活性連関の解明、2)新規高等生物SAチャネルの同定と解析、および3)機械刺激依存性細胞応答のシグナル機構とSAチャネルの関係解析である。15年度に得られた主要な結果は以下のとおりである。(1)細菌SAチャネルMscLの機械感知ドメインの同定:MscLは唯一高次構造が判明しているSAチャネルであるがその開閉機構は謎である。開閉機構を知る目的で機械刺激感知ドメインの探索を行い、それが脂質膜の細胞外側境界近傍に位置する疎水性アミノ酸残基であることを発見した。その位置は力学的に最も硬く相互作用しているリン脂質グリセロール基と一致しており、膜張力を感知するには合理的な仕組みであることが分かった。(2)心筋SAチャネルSAKCAの活性化機構:我々は、昨年度トリ心筋から伸展感受性BigKcaチャネルSAKCAを新規クローニングし、その機械刺激感知ドメインである59アミン酸残基からなるSTREXを同定した。しかしSTREXは細胞質側に露出しており、直接膜張力を感知できない。そこで本年度は膜とSTREXを連結して膜張力をSTREXに伝達する仮想補助蛋白質を探索した。その結果、分子量50kDaのアクチン結合性の侯補蛋白質を同定することができた。(3)機械刺激依存性細胞応答とSAチャネルの関係:繊維芽細胞に周期伸展刺激を負荷すると、SAチャネル/細胞内Ca2+上昇に依存してNF-KB依存的に炎症物質COX2の産生が生じ、そのシグナルカスケードが<酸化ストレス→IκBの4-HNE化→IκBのリン酸化→NFκBの核内移行→cox2産生>となることが判明した。一方、内皮細胞に持続的伸展刺激を負荷すると、SAチャネル非依存的・インテグリン依存的にNF-KBが活性化されIL-6産生が促進され、そのシグナルカスケードが<PI3K活性化→PLC活性化→PKC活性化→IκBのリン酸化→NFκBの核内移行→IL-6産生>となることが分かり、細胞は機械刺激の時間モードに応じて異なる機械センサーを使い分けることが示唆された。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Yoshimura K, Nomura T, Sokabe M: "Loss-of-function mutations at the rim of the funnel of mechanosensitive channel MscL"Biophys J. (印刷中). (2004)
[文献書誌] Tang QY, Zhi Q, Naruse K, Sokabe M: "Characterization of a fuctionally expressed stretch activated Bkca cahnnel cloned from chick ventricular myocytes"J Membr Biol. 196. 185-200 (2003)
[文献書誌] Hoshino T, Tatsumi H, Nakashima T, Sokabe M: "In vitro Reconstitution of Signal Transmission from a Hair Cell to the Growth Cone of a Chick Vestibular Ganglion Cell"Neurosci. 120. 993-1003 (2003)
[文献書誌] Kobayashi S, Nagino M, Komatsu S, Naruse K, Nimura Y, Nakanishi M, Sokabe M: "Stretch-induced IL-6 secretion from endothelial cells requires NF-κB activation"Biochem.Bhiophys.Res.Com.. 308. 306-312 (2003)
[文献書誌] 曽我部正博, 河上敬介, 早川公英, 成瀬恵治, 辰巳仁史: "内皮細胞の伸展依存性リモデリング -分子から形へのインターフェースを見る-"血管医学. 4. 237-244 (2003)
[文献書誌] 早川公英, 曽我部正博: "インテグリンとメカニカルストレス"Heart View. 11月増刊号. 107-110 (2003)
[文献書誌] 曽我部正博, 郷信広(編): "生物物理学とはなにか"共立出版. 288 (2003)

2003 年度 実績報告書

SAチャネルの構造機能連関と生理機能の解明

研究代表者

曽我部 正博 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10093428)

研究成果

[文献書誌] Yoshimura K, Nomura T, Sokabe M: "Loss-of-function mutations at the rim of the funnel of mechanosensitive channel MscL"Biophys J. (印刷中). (2004)

[文献書誌] Tang QY, Zhi Q, Naruse K, Sokabe M: "Characterization of a fuctionally expressed stretch activated Bkca cahnnel cloned from chick ventricular myocytes"J Membr Biol. 196. 185-200 (2003)

[文献書誌] Hoshino T, Tatsumi H, Nakashima T, Sokabe M: "In vitro Reconstitution of Signal Transmission from a Hair Cell to the Growth Cone of a Chick Vestibular Ganglion Cell"Neurosci. 120. 993-1003 (2003)

[文献書誌] Kobayashi S, Nagino M, Komatsu S, Naruse K, Nimura Y, Nakanishi M, Sokabe M: "Stretch-induced IL-6 secretion from endothelial cells requires NF-κB activation"Biochem.Bhiophys.Res.Com.. 308. 306-312 (2003)

[文献書誌] 曽我部正博, 河上敬介, 早川公英, 成瀬恵治, 辰巳仁史: "内皮細胞の伸展依存性リモデリング -分子から形へのインターフェースを見る-"血管医学. 4. 237-244 (2003)

[文献書誌] 早川公英, 曽我部正博: "インテグリンとメカニカルストレス"Heart View. 11月増刊号. 107-110 (2003)

[文献書誌] 曽我部正博, 郷信広(編): "生物物理学とはなにか"共立出版. 288 (2003)

2003 年度実績報告書

曽我部正博名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10093428)