タンパク間相互作用を用いたイオンチャネルの新規役割の解明

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15390060
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 古川 哲史 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (80251552)
• 研究分担者: 木村 彰方 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60161551)
• キーワード: イオンチャネル / 心血管系細胞 / タンパク間相互作用 / 一酸化窒素 / カベオラ / ジェンダー / 不整脈 / ニトロ化

研究概要

心血管系細胞(心筋細胞・血管平滑筋細胞・内皮細胞)では、カベオラと呼ばれる脂質に富んだ特殊細胞膜領域にシグナル伝達分子が集中している。本年度は、同部位における動的なタンパク間相互作用の変化のイオンチャネル機能調節に果たす役割を検討した。
これら心血管系細胞では、細胞内カルシウム流入により内皮型一酸化窒素合成酵素eNOSが活性化されガス状シグナル分子NOが産生される。これにはeNOS・caveolin・calmodulin間の動的タンパク問相互作用が関与する。また細胞ストレッチ・shear stress、性ホルモンによりSer/ThrキナーゼAkt経路でeNOSが活性化される。これにはPI3キナーゼ・Akt・eNOSを含む複数の動的タンパク間相互作用が関与する。産生されたNOはカルシウムチャネルをcGMP依存性リン酸化により抑制し、カリウムチャネルを新規シグナル伝達システムである"直接タンパクニトロ化"により活性化する(Bai et al.Br.J.Pharmacol.2004)。カルシウム流入・ストレッチによるチャネル調節は、長年不明であったmechano-electrical feedback機構と呼ばれる心血管細胞保護機構のメカニズムとなることを見出した(Bai et al.Circ.Res.2005)。また、不整脈発現には男女差が存在するが、性ホルモンによるイオンチャネル調節機構が不整脈のジェンダー差の原因であることも明らかにした(Bai.et al.Circulation in revision)。
さらに、これらシグナル伝達機構のマクロ複合体形成の鍵を握る分子として、calmodulin結合部位・caveolin結合部位を持つSG2NAと呼ばれるが重要と考えられ、同cDNAをクローニングし、タンパク相互作用の検討段階に入った。

研究成果

• [雑誌論文] Role of nitric oxide in Ca^<2+>-sensitivity of the delayed rectifier K^+ current in cardiac myocytes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Bai C-X, Namekata I, Kurokawa J, Tanaka H, Shigenobu K, Furukawa T.
  • 雑誌名: Circ Res. 96(1) ページ: 64-72
• [雑誌論文] An autocrine/paracrine loop linking keratin 14 aggregates to TNFa-mediated cytotoxicity in a keratinocyte model of epidermolysis bullosa simplex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoneda K, Furukawa T, (contribute equally), Zheng Y-J, Momoi T, Izawa I, Inagaki M, Manahe M, Inagaki N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279(8) ページ: 7296-7303
• [雑誌論文] Nitric oxide-dependent modulation of the delayed rectifier K^+ current and the L-type Ca^<2+> current by ginsenoside Re, an ingredient of Panax ginseng, in guinea pig cardiomyocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Bai C-X, Takahashi K, Masumiya H, Sawanobori T, Furukawa T.
  • 雑誌名: Br.J.Pharmacol. 142(3) ページ: 567-575
• [雑誌論文] Block of HERG current expressed in HEK293 cells by the Na^+-channel blocker cibenzoline. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hiramatsu M., Wu L-M, Hirano Y, Kawano S, Furukawa T, Hiraoka M.
  • 雑誌名: Heart Vessels. 19(3) ページ: 137-143
• [雑誌論文] Aquaporin-2 trafficking is regulated by PDZ-domain containing protein SPA-1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Noda Y, Horikawa S, Furukawa T, Hirai K, Katayama Y, Asai T, Kuwahara M, Katagiri K, Kinashi T, Hattori M, Minato N, Sasaki S.
  • 雑誌名: FEBS Letters. 568(1-3) ページ: 139-145
• [雑誌論文] Is the CIC-2 chloride channel involved in the Cl^- secretory mechanism of gastric parietal cells? (2004)
  • 著者名/発表者名: Hori K, Takahashi Y, Horikawa N, Furukawa T, Tsukada K, Takeguchi N, Sakai H.
  • 雑誌名: FEBS Letters. 575(1-3) ページ: 105-108