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2017 年度 実施状況報告書

CALHMチャネル機能を基盤とした感覚情報伝達機構の新規概念の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K15181
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

樽野 陽幸  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20706824)

研究分担者 加塩 麻紀子  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20631394) [辞退]
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードイオンチャネル / 神経伝達 / 翻訳後修飾 / 味覚
研究実績の概要

本研究の目的は、我々が最近発見した新規電位依存性ATP放出イオンチャネルCalcium Homeostasis Modulator (CALHM)の機能を基盤とした感覚情報伝達機構を、遺伝子改変動物を用いて微視的かつ包括的に探索・解明することである。昨年度より、ポア形成サブユニットCALHM1およびCALHM3のノックインマウス・抗体の作成を行い、これらをもちいた生体内での組織学・生化学・生理学的解析を行ってきた。 本年度、CALHM1については、内在性CALHM1タンパクにV5エピトープタグを付加し、さらに発現細胞でCreリコンビナーゼを発現するCALHM1-V5-IRES -Creマウスを用いて、味蕾細胞に発現しているCALHM1タンパクの生化学実験を行い、S-パルミトイル化修飾およびN型糖鎖修飾を受けていることを明らかにし、さらにこれらの翻訳後修飾のチャネル機能・局在への影響を明らかにすることができた。また、同マウスおよびモルモットで作成したCALHM1抗体を用いて、味蕾内におけるCALHM1チャネル局在を初めて明らかにすることができた。CALHM3については、昨年は作出したCALHM3-tdTomatoマウスでCALHM3発現細胞おけるtdTomatoの発現検出が困難であったが、この問題も解決し、今後CALHM3の全身における発現および機能解析を円滑に進めていく準備が整った。

現在までの達成度 (区分)
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

当初の計画通り、サブユニットCALHM1およびCALHM3に関する遺伝子改変動物(CALHM1-V5-IRES-CreマウスおよびCALHM3-tdTomatoマウス)におけるチャネル分子の検出、発現細胞の検出ができるようになり、すでに2種類の翻訳後修飾による生体内チャネル機能調節機構を明らかにすることができた。さらに、味細胞における特殊なCALHMチャネル局在を明らかにし、味細胞に特殊な化学シナプス構造を明らかにすることができた。一方で計画していたCALHM1-V5-IRES-Cre;CALHM3-tdTomatoダブルノックインマウスは、オフターゲット挿入により進捗が大幅に遅れている。しかし、すでに確立した2系統のマウスで今後、機能解析を進めていくことができるので、全体として概ね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

確立した遺伝子改変マウスモデル(CALHM1-Cre-IRES-V5マウスおよびCALHM3-tdTomatoマウス)を用いて、CALHM1およびCALHM3が発現する組織を網羅的に解析し、見つけた発現組織における機能解析を進めていく。またすでに知られている発現組織において、培養細胞では見られない特殊なチャネル局在を見出したので、生体内での局在制御機構の解析も合わせて進めていく。

次年度使用額が生じた理由

実施状況報告書に記した通り研究計画に若干の遅れがあり、それに伴って助成金の使用を来年度に一部繰越して、来年度分の助成金と合わせて研究を完遂することを目指しています。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ペンシルバニア大学/モネル化学感覚研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ペンシルバニア大学/モネル化学感覚研究所
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      コペンハーゲン大学
  • [雑誌論文] ATP Release Channels2018

    • 著者名/発表者名
      Taruno Akiyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 19 ページ: 808~808

    • DOI

      doi.org/10.3390/ijms19030808

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The NOX1 isoform of NADPH oxidase is involved in dysfunction of liver sinusoids in nonalcoholic fatty liver disease2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Misaki、Zhang Jia、Zhang Xueqing、Liu Junjie、Jiang Joy X.、Yamaguchi Kanji、Taruno Akiyuki、Katsuyama Masato、Iwata Kazumi、Ibi Masakazu、Cui Wenhao、Matsuno Kuniharu、Marunaka Yoshinori、Itoh Yoshito、Torok Natalie J.、Yabe-Nishimura Chihiro
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 115 ページ: 412~420

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2017.12.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Post-translational palmitoylation controls the voltage gating and lipid raft association of the CALHM1 channel2017

    • 著者名/発表者名
      Taruno Akiyuki、Sun Hongxin、Nakajo Koichi、Murakami Tatsuro、Ohsaki Yasuyoshi、Kido Mizuho A.、Ono Fumihito、Marunaka Yoshinori
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: 595 ページ: 6121~6145

    • DOI

      10.1113/JP274164

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Current-direction/amplitude-dependent single channel gating kinetics of mouse pannexin 1 channel: a new concept for gating kinetics2017

    • 著者名/発表者名
      Nomura Takeshi、Taruno Akiyuki、Shiraishi Makoto、Nakahari Takashi、Inui Toshio、Sokabe Masahiro、Eaton Douglas C.、Marunaka Yoshinori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 10512

    • DOI

      10.1038/s41598-017-10921-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 甘味受容の仕組みと人工甘味料2017

    • 著者名/発表者名
      樽野陽幸
    • 雑誌名

      食と医療

      巻: 2 ページ: 40~46

  • [学会発表] A CALHM1/CALHM3 heteromeric channel mediates purinergic neurotransmission of sweet, bitter, and umami tastes.2018

    • 著者名/発表者名
      Taruno A, Zhongming M, Ohmoto M, Matsumoto I, Tordoff MG, Foskett JK, Marunaka Y.
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
  • [学会発表] CALHM channel-mediated neurotransmission of tastes.2017

    • 著者名/発表者名
      Taruno A
    • 学会等名
      The 19th Scientific Meeting of the Australasian Association for ChemoSensory Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Palmitoylation of CALHM3 positively controls activity of the CALHM1/3 channel.2017

    • 著者名/発表者名
      奥井元貴, 孫紅昕, 樽野陽幸, 丸中良典
    • 学会等名
      第110回近畿生理学談話会
  • [学会発表] パルミトイル化がCALHM1チャネルのゲーティングと脂質ラフト局在を制御する2017

    • 著者名/発表者名
      樽野陽幸、孫 紅昕 、中條浩一、村上達郎、大崎康吉、城戸瑞穂、小野富三人、丸中良典
    • 学会等名
      日本味と匂学会第51回大会
  • [備考] 京都府立医科大学細胞生理学website

    • URL

      http://kpum-molecular-cell-physiology.info

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-21  

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