浸透圧感受性TRPチャネルの活性化分子機構とその生理的役割の解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K08197
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 沼田 朋大 福岡大学, 医学部, 講師 (20455223)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 細胞容積調節 / TRP / イオンチャネル

研究実績の概要

これまで、細胞容積調節能に関わる浸透圧刺激で活性化するイオンチャネルであるTRPM2およびTRPM7の活性化分子機構や生体における生理的役割の理解は、未だ十分ではない。そこで、それぞれのイオンチャネルの活性化機構および生理的役割を分子レベルから組織、個体レベルまで多階層で包括的理解を目指した。活性化分子機構の解明には、主にイオンチャネル内に変異を導入し、機能評価を行った。組織、個体における生理的役割の評価には遺伝子欠損マウスを用いた実験を行った。本年度は、 変異体機能解析、単離細胞を用いたTRPM7の細胞容積調節能への関与確認を行った。初年度に行ったTRPM7の測定条件の検討後、作成した変異体の機能解析を行った。生体内の様々な細胞(脳または感覚神経、腎臓、骨、心臓、血球系、線維芽細胞など)の単離、培養条件を検討し、細胞容積調節能実験により、TRPM7ノックアウトマウスを用いて機能評価を行った。次に変異体機能解析、単離細胞を用いたTRPM2の細胞容積調節能への関与確認を行った。初年度に作成したTRPM2とCD38の相互作用に関わる変異体の機能解析を行った。また、TRPM2には申請者が報告した高浸透圧刺激のみならず、細胞内Ca2+上昇、過酸化水素添加によっても活性化する[Sumoza-Toledo, Penner, 2011 J. Physiol. (London)]。そのため、それぞれの活性化剤を用いて変異体間における違いを検討した。さらに、細胞容積調節能に関わるカチオンチャネルのsiRNA作用によるスクリーニングで新たな候補分子も見つけた。またTRPM2ノックアウトマウスの組織より細胞の単離、培養条件を検討し、細胞容積調節能実験により、機能評価を行った。この結果により、さらにvivoにおける役割をイメージング解析で展開させる予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

分子、細胞、組織レベルにおける実験の結果が良好であり、最終年度において目標としていた個体におけるTRPチャネルの役割の検討を当初に計画していた以上の技術で解析ができるから。また、研究の途中で新たな候補分子の発見があり、さらに研究目標の詳細な検討ができるようになったから。

今後の研究の推進方策

今までの二年間の間に行った内容を論文や学会発表を行う準備をする。また、今までの共同研究者と内容について、意見などをいただき、さらに内容について推敲をする。実験手技について、不明な点等は、専門家の意見を聞くなど柔軟に対応する。

次年度使用額が生じた理由

次年度に必要な試薬を購入するため

次年度使用額の使用計画

試薬の購入

研究成果

• [国際共同研究] ウズベキスタン科学アカデミー・生物有機・分子生理(ウズベキスタン)
  • 国名: ウズベキスタン
  • 外国機関名: ウズベキスタン科学アカデミー・生物有機・分子生理
• [国際共同研究] マックスプランク分子生理研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: マックスプランク分子生理研究所
• [雑誌論文] Distinct pharmacological and molecular properties of the acid-sensitive outwardly rectifying (ASOR) anion channel from those of the volume-sensitive outwardly rectifying (VSOR) anion channel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato-Numata K, Numata T, Inoue R, Okada Y
  • 雑誌名: Pflugers Arch. 巻: 468 ページ: 795-803
  • DOI: 10.1007/s00424-015-1786-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different Contribution of Redox-Sensitive Transient Receptor Potential Channels to Acetaminophen-Induced Death of Human Hepatoma Cell Line. (2016)
  • 著者名/発表者名: Badr H, Kozai D, Sakaguchi R, Numata T, Mori Y.
  • 雑誌名: Front Pharmacol. 巻: 7 ページ: 19
  • DOI: 10.3389/fphar.2016.00019.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Optical control of neuronal firing via photoinduced electron transfer in donor acceptor conjugates (2016)
  • 著者名/発表者名: Takano Y, Numata T, Fujishima K, Miyake K, Nakao K, Grove WD, Inoue R, Kengaku M, Sakaki S, Mori Y, Murakami T and Imahori H.
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 7 ページ: 3331-3337
  • DOI: 10.1039/C5SC04135J
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ablation of the N-type calcium channel ameliorates diabetic nephropathy with improved glycemic control and reduced blood pressure (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohno S, Yokoi H, Mori K, Kasahara M, Kuwahara K, Fujikura J, Naito M, Kuwabara T, Imamaki H, Ishii A, Saleem MA, Numata T, Mori Y, Nakao K, Yanagita M, Mukoyama M
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 ページ: 27192
  • DOI: 10.1038/srep27192.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of MMP1 as a novel risk factor for intracranial aneurysms in ADPKD using iPSC models. (2016)
  • 著者名/発表者名: AmekuT, TauraD, SoneM, NumataT, NakamuraM, ShiotaF, ToyodaT, MatsuiS, AraokaT, YasunoT, MaeS, KobayashiH, KondoN, KitaokaF, AmanoN, AraiS, IchisakaT, MatsuuraN, InoueS, YamamotoT, TakahashiK, AsakaI, YamadaY, UbaraY, MusoE, FukatsuA, WatanabeA, SatoY, NakahataT, MoriY, KoizumiA, NakaoK, YamanakaS, OsafuneK
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 12 ページ: 822-830
  • DOI: 10.1038/srep30013.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Allosteric activation of membrane-bound glutamate receptors using coordination chemistry within living cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kiyonaka S, Kubota R, Michibata Y, Sakakura M, Takahashi H, Numata T, Inoue R, Yuzaki M, Hamachi I
  • 雑誌名: Nat Chem 巻: 8 ページ: 958-967
  • DOI: 10.1038/nchem.2554
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of allosteric modulators for GABAA receptors by ligand-directed chemistry. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaura K, Kiyonaka S, Numata T, Inoue R, Hamachi I
  • 雑誌名: Nat Chem Biol. 巻: 12 ページ: 822-830
  • DOI: 10.1038/nchembio.2150.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct contributions of LRRC8A and its paralogs to the VSOR anion channel from those of the ASOR anion channel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato-Numata K, Numata T, Inoue R, Sabirov RZ, Okada Y.
  • 雑誌名: Channels (Austin) 巻: 468 ページ: 795-803
  • DOI: 10.1080/19336950.2016.1230574.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cold sensitivity of TRPA1 is unveiled by the prolyl hydroxylation blockade-induced sensitization to ROS. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyake T, Nakamura S, Zhao M, So K, Inoue K, Numata T, Takahashi N, Shirakawa H, Mori Y, Nakagawa T, Kaneko S.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 7 ページ: 12840
  • DOI: 10.1038/ncomms12840.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] TRPM2 channels in alveolar epithelial cells mediate bleomycin-induced lung inflammation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yonezawa R, Yamamoto S, Takenaka M, Kage Y, Negoro T, Toda T, Ohbayashi M, Numata T, Nakano Y, Yamamoto T, Mori Y, Ishii M, Shimizu S.
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med. 巻: 90 ページ: 101-113
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2015.11.021.
  • 査読あり
• [学会発表] Possible involvement of TRPM7-mediated cation influx in K562 hematopoietic cell growth and differentiation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kiriko Takahashi, Tomohiro Numata, Ken Yamaura, Ryuji Inoue
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • 年月日: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [学会発表] Electrophysiological and simulation analyses of atrial excitation/propagation in a cocultured HL-1 cardiomyocyte-cardiac fibroblast monolayer (2017)
  • 著者名/発表者名: Yaopeng Hu, Yanghua Shen, Keizo Hiraishi, Lin Hai Kurahara, Jun Ichikawa, Tomohiro Numata, Wenfeng Shen, Xin Zhu, Ryuji Inoue
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • 年月日: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [学会発表] LRRC8は容積感受性外向き整流性アニオンチャネル（ＶＳＯＲ）の活性に関与するが酸感受性外向き整流性アニオンチャネル（ＡＳＯＲ）の活性には関与しない (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤（沼田）かお理、沼田朋大、井上隆司、サビロフラブシャン、岡田泰伸
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター
  • 年月日: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [学会発表] Functional characterization of zebrafish Transient Receptor Potential Melastatin 2 in HEK293 cell line (2017)
  • 著者名/発表者名: Nam Ha Tran; Tomohiro Numata; Masayuki X Mori; Shingo Maegawa ; Hiroshi Hosokawa; Shingo Tanaka and Yasuo Mori.
  • 学会等名: The 90th Annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
  • 発表場所: 長崎パブリックホール、長崎新聞文化ホール アストピア
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [学会発表] Thermosensitive TRPV1 channel activation in single cell by using gold nanorods (2016)
  • 著者名/発表者名: Numata T, Nakatsuji H, Morone N, Kaneko S, Mori Y, Inoue R, Imahori H, Murakami T
  • 学会等名: 「新時代の循環器研究を考える」医工連携国際シンポジウム2016. ISC2016
  • 発表場所: 東京医科歯科大学
  • 年月日: 2016-07-11 – 2016-07-13
  • 国際学会
• [学会発表] PKD2L1チャネルの膜電位依存性ゲーティングの分子基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 沼田 朋大、井上 隆司、森 泰生
  • 学会等名: TRPチャネル研究会
  • 発表場所: 自然科学研究機構カンファレンスセンター
  • 年月日: 2016-06-02 – 2016-06-03
• [備考] 福岡大学医学部生理学講座
  • URL: http://www.med.fukuoka-u.ac.jp/physiol/study2.html