光応答性シグナル分子放出材料を用いた生体応答制御

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05843
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 坂口 怜子 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (80723197)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 細胞応答制御 / ガスバイオロジー / タンパク質工学

研究実績の概要

神経細胞は複雑なネットワークを形成し、細胞同士で情報をやり取りすることで生命活動を司っており、このネットワークに異常が起きると、情報伝達が正常に機能しなくなり、神経疾患の原因となり得る。一酸化窒素（NO）は、神経ネットワークの形成に関与する因子の一つであると考えられており、血管拡張や免疫系での研究は進んでいるが、神経系での研究はあまり進んでおらず、その作用について詳しい分子機構は明らかになっていない。
本研究では気体分子であるNOの細胞内シグナル分子としての役割を解明するとともに、人工的な神経ネットワーク形成制御を実現するために、ラット由来の神経様細胞などを用いて、新規に開発された光応答性NO放出材料に対する応答を評価している。前年度までに、神経細胞突起のNO依存的な収縮応答の発見や、この応答に関連する分子の阻害実験を行った。
本年度は、NOに応答するCa2+チャネルと、細胞内でNOを産出する酵素（NOS）が、アダプタータンパク質を介して相互作用することを突き止め、Ca2+とNOシグナルを効率よく増幅するメカニズムを見出した。また、共同研究先で開発された、光に応答してNOや一酸化炭素を放出する材料をHeLa（ガン細胞）やWI-38（線維芽細胞）に投与して細胞に対する毒性試験を行い、安全性を確認した。本研究に関連して、以下の発表を行った。
1.Reiko Sakaguchi 1st WPI NanoLSI-iCeMS Joint Symposium on Nanoimaging and Advanced Materials for Life Science. TRPC5 channel-Caveolin-1-eNOS signalplexes coordinate interplay between Ca2+ and NO signals in endothelial cells. 2020年1月23日

研究成果

• [国際共同研究] Technische Universität München(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Technische Universität München
• [国際共同研究] Inserm, Univ Brest(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Inserm, Univ Brest
• [雑誌論文] Fluorescence detection of the nitric oxide-induced structural change at the putative nitric oxide sensing segment of TRPC5. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tajima S, Nakata E, Sakaguchi R, Saimura M, Mori Y, Morii T.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem 巻: 28 ページ: 115430
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variants that Affect Function of Calcium Channel TRPV6 are Associated with Early-onset Chronic Pancreatitis. (2020)
  • 著者名/発表者名: Masamune A, Kotani H, Sörgel FL, Chen JM, Hamada S, Sakaguchi R, Masson E, Nakano E, Kakuta Y, Niihori T, Funayama R, Shirota M, Hirano T, Kawamoto T, Hosokoshi A, Kume K, Unger L, et al.
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 158 ページ: 1626-1641
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2020.01.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] TRPM7 channels mediate spontaneous Ca2+ fluctuations in growth plate chondrocytes that promote bone development (2019)
  • 著者名/発表者名: Qian Nianchao、Ichimura Atsuhiko、Takei Daisuke、Sakaguchi Reiko、Kitani Akihiro、Nagaoka Ryohei、Tomizawa Masato、Miyazaki Yuu、Miyachi Hitoshi、Numata Tomohiro、Kakizawa Sho、Nishi Miyuki、Mori Yasuo、Takeshima Hiroshi
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 12 ページ: eaaw4847
  • DOI: 10.1126/scisignal.aaw4847
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contribution of Coiled-Coil Assembly to Ca2+/Calmodulin-Dependent Inactivation of TRPC6 Channel and its Impacts on FSGS-Associated Phenotypes (2019)
  • 著者名/発表者名: Polat Onur K.、Uno Masatoshi、Maruyama Terukazu、Tran Ha Nam、Imamura Kayo、Wong Chee Fah、Sakaguchi Reiko、Ariyoshi Mariko、Itsuki Kyohei、Ichikawa Jun、Morii Takashi、Shirakawa Masahiro、Inoue Ryuji、Asanuma Katsuhiko、Reiser Jochen、Tochio Hidehito、Mori Yasuo、Mori Masayuki X.
  • 雑誌名: Journal of the American Society of Nephrology 巻: 30 ページ: 1587～1603
  • DOI: 10.1681/ASN.2018070756
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] TRPC5 channel-Caveolin-1-eNOS signalplexes coordinate interplay between Ca2+ and NO signals in endothelial cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Reiko Sakaguchi
  • 学会等名: 1st WPI NanoLSI-iCeMS Joint Symposium on Nanoimaging and Advanced Materials for Life Science.
  • 国際学会
• [学会発表] Development of fluorescent tools to visualize intracellular signaling. (2019)
  • 著者名/発表者名: Reiko Sakaguchi
  • 学会等名: International Symposium of Biofunctional Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 蛍光性タンパク質温度センサーを用いた生体内温度分布の可視化とその意義の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 坂口 怜子, 森 泰生
  • 学会等名: 第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] 生体内シグナルの可視化と制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 坂口 怜子
  • 学会等名: 新学術領域「酸素生物学」シンポジウム「分子から個体へ：俯瞰と接近の生命科学」
• [図書] Detection of Inositol Phosphates by Split PH Domains. In: Miller G. (eds) Inositol Phosphates. Methods in Molecular Biology (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi R., Tajima S., Mori Y., Morii T.
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: Humana, New York, NY
  • ISBN: 978-1-0716-0167-9