受容体活性化チャネルTRPC6のカルモジュリン依存性キナーゼIIによる制御機構

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17590221
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薬理学一般
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 井上 隆司 福岡大学, 医学部, 教授 (30232573)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• キーワード: 受容体活性化Ca^<2+>チャネル / 血管平滑筋 / Ca2^<2+>動員機構 / TRP蛋白質 / カルモジュリン依存性キナリン酸化 / 活性化機構 / アミノ酸変異体 / amino acid mutation

研究概要

血管の受容体活性化Caチャネル分子TRPC6の活性化過程において、カルモジュリン依存性キナーゼII(CaMKII)によるリン酸化が決定的な役割を果たしているという最近の我々独自の発見に基づき、その分子基盤を明らかにすることを目的として以下の実験を行い、その生理学的意義を探索した。
野生型TRPC6及びそのCAMKIIリン酸化可能部位のアラニン置換体をHEK293細胞に過剰発現し、蛍光イメージングによる細胞内への2価イオン流入やパッチクランプ法による電流測定を行うと、いずれの場合もムスカリン受容体刺激に伴ったTRPC6チャネルの活性化が観察された。この活性化はTRPC6の細胞内II-IIIループのアラニン置換体T487Aで著しく減少した。一方、T487E置換体(固定した陰性電荷を持つ)では、チャネルの活性化が増強し脱活性化が遅延した。この時TRPC6蛋白質の免疫蛍光の細部膜に限局した分布パターンは、T487の置換によって変化しなかった。同様の結果は、TRPC7のC末端部をTRPC6のそれと入れ換えたキメラにおいても観察された。TRPC6のT487に相当する部位を置換した変異体S433Aにおいてのみ、ムスカリン受容体刺激への応答の減弱が観察された。以上の結果から、TRPC6の活性化には、II-III loopにあるトレオニン残基のCAMKIIによるリン酸化による荷電状態の変化が、活性化のゲーティング機構を強く修飾していることが示唆された。
CaMKIIによるリン酸化可能部位T69はPKGによるそれと一致する。そこで、血管の生理的PKG活性化因子NOとその下流のシグナル伝達系の関与を調べた。NO供与体やcGMPアナログは強制発現したTRPC6電流やA7r5における受容体作動性電流を著明に抑制した。またこの効果は、PKGの選択的抑制ペプチドDT-3や有機阻害薬KT5823はで拮抗され、T69のアラニン置換によって消失した。以上より、TRPC6チャネルの活性は、CaMKIIやPKGによって動的な制御を受けていることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Membrane stretch-induced activation of a TRPM4-like nonselective cation channel in cerebral artery myocytes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromitsu Morita, Akira Honda, Ryuji Inoue, 他4名
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 103 ページ: 417-426
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cell membrane-derived lysophosphatidylcholine activates cardiac ryanodine receptor channels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Yasukouchi M, Kobayashi S, Uehara K, Honda A, Inoue R, 他2名
  • 雑誌名: Pflugers Archiv Eur J Physiol. 453(4) ページ: 455-462
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cell membrane-derived lysophosphatidylcholine activates cardiac ryanodine receptor channels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y., Yasukouchi, M., Kobayashi, S., Uehara, K., Honda, A., Inoue, R., Imanaga, I., Uehara, A..
  • 雑誌名: Pflugers Archiv Eur J Physiol. 453(4) ページ: 455-62
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Membrane stretch-induced activation of a TRPM4-like nonselective cation channel in cerebral artery myocytes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Morita, H., Honda, A., Inoue, R., Ito, Y., Abe, K., Nelson, M.T., Brayden, J.E..
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 103 ページ: 417-426
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transient receptor potential C3/6 channels are essential for angiotensin II-induced cardiac hypertrophy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Onohara N, Nishida M, Inoue R, 他6名
  • 雑誌名: EMBO Journal 25(22) ページ: 5305-5316
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nitric oxide activates TRP channels by cysteine S-nitrosylation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T, Inoue, R, 他8名
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 2(11) ページ: 596-607
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transient receptor potential channels in cardiovascular function and disease. (2006)
  • 著者名/発表者名: Inoue R, Jensen LJ, 他5名
  • 雑誌名: Circulation Research 99 ページ: 119-131
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] TRP channels : molecular diversity and physiological function. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Hara Y, Yoshida T, Inoue R, Mori Y
  • 雑誌名: Microcirculation 13(7) ページ: 535-550
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Depletion of intracellular Ca^<2+> store itself may be a major factor in thapsigargin-induced ER stress and apoptosis in PC12 cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, I., Monji, A., Tashiro, K., Nakamura, K., Inoue, R., Kanba, S.
  • 雑誌名: Neurochemistry International 48 ページ: 696-702
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nitric oxide activates TRP channels by cysteine S-nitrosylation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T., Inoue, R., Morii, T., Hara, Y., Takahashi, N., Yamamoto, S., Tominaga, M., Shimizu, S., Sato, Y., Mori, Y.
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 2(11) ページ: 596-607
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transient receptor potential C3/6 channels are essential for angiotensin II-induced cardiac hypertrophy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Onohara, N., Nishida, M., Inoue, R., Kobayashi, H., Sumimoto, H., Sato, Y., Mori, Y., Nagao, T., Kurose, H.
  • 雑誌名: EMBO Journal 25(22) ページ: 5305-5316
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transient receptor potential channels in cardiovascular function and disease. (2006)
  • 著者名/発表者名: Inoue, R., Jensen, L.J., Shi, J., Morita, H., Nishida, M., Honda, A., Ito, Y.
  • 雑誌名: Circulation Research 99 ページ: 119-131
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] G α _<12/13>-and reactive oxygen species-dependent activation of c-Jun NH_2-terminal kinase and p38 MAPK by angiotensin receptor stimulation in rat neonatal cardiomyocytes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishida, M., Tanabe, S., Maruyama, Y., Nagamatsu, Y., Takagahara, S., Turner, J.H., Kozasa, T., Kobayashi, H., Sato, Y., Kawanishi, T., Inoue, R., Nagao, T., Kurose, H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280(18) ページ: 18434-18441
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] G α _<12/13>-mediated production of reactive oxygen species is critical for angiotensin receptor-induced NFAT activation in cardiac fibroblasts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujii, T., Onohara, N., Maruyama, Y, Tanabe, S., Kobayashi, H., Fukutomi, M., Nagamatsu, Y., Nishihara, N., Inoue, R., Sumimoto, H., Shibasaki, F., Nagao, T., Nishida, M., Kurose, H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280(24) ページ: 23041-23047
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] TRP channels as a newly emerging non-voltage-gated Ca^<2+> entry channel superfamily. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue, R.
  • 雑誌名: Current Pharmaceutical Design 11 (15) ページ: 1899-1914
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Multiple regulation by calcium of murine homologues of transient receptor potential proteins TRPC6 and TRPC7 expressed in HEK293 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shi, J., Mori, E., Mori, Y., Mori, M., Li, J., Ito Y., Inoue, R.
  • 雑誌名: Journal of Physiology 561(2) ページ: 415-432
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より