デジェネリンファミリーに属する新規遺伝子の機能解析とその関連疾患に向けた創薬

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17700352
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 山村 寿男 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 助手 (80398362)
• キーワード: 上皮型ナトリウムチャネル / アミロライド / 薬物探索系 / 機能解析 / ヒト / 脳 / 分子生物学 / 電気生理学

研究概要

デジェネリン遺伝子ファミリーは陽イオンチャネルの特徴を示し、線虫からヒトに至るまで幅広い種間で保存された領域を有している。その機能は、機械受容・ペプチド感受性チャネル・プロトンチャネル・酸味受容体・アシドーシスにおける痛覚受容など多岐にわたる。このファミリーに属するアミロライド感受性上皮型Na^+チャネル(ENaC)群は、4種類のサブユニット(α、β、γ、δ)から構成されているが、中枢神経型ENaCδの機能は不明であった。このイオンチャネルは、ヒトおよびチンパンジーでしか見出されていないため、進化の過程において霊長類のみが獲得した稀有な遺伝子である可能性が高い。我々は、このイオンチャネル遺伝子が、ヒト脳内でpHセンサーとして機能していることを以前に報告した。しかし、この遺伝子の種に限定的な分布を鑑みると、更なる生体内機能を追及するには、選択性の高いアゴニストとアンタゴニストの発見が不可欠であるため、ENaCδに選択的な作用薬の探索を試みた。約50種類の天然物を中心とした化合物群からENaCδに作用する薬物の探索を行った結果、イチリンがENaCδの選択的活性化薬として働くことを明らかにした。さらに、初めての選択的阻害薬として、エバンスブルーを見出した。ENaCδの選択的アゴニストとアンタゴニストの両者を発見したことにより、このイオンチャネルの生体内機能の解明が前進するものと考えられる。また、このイオンチャネルファミリーに相互作用する細胞内タンパクの機能解析や、感覚受容に関連するイオンチャネルの発現分布解析、ENaCと同様に、高血圧に深い関連を示すイオンチャネルの生理学的・薬理学的検討も行った。以上の研究成果は、ENaCの生体内機能の解明とその関連疾患に向けた創薬につながる興味深い知見を提供できるものである。本研究は、現在も遂行中である。

研究成果

• [雑誌論文] Two-step Ca^<2+> intracellular release underlies excitation-contraction coupling in mouse urinary bladder myocytes (2006)
  • 著者名/発表者名: Morimura K, Ohi Y, Yamamura H, Ohya S, Muraki K, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology 290(2) ページ: C388-C403
• [雑誌論文] Voltage-dependent Ca^<2+> channel block by openers of intermediate and small conductance Ca^<2+> activated K^+ channels in urinary bladder smooth muscle cells (2006)
  • 著者名/発表者名: Morimura K, Yamamura H, Ohya S, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences (in press)
• [雑誌論文] Evans blue is a specific antagonist of the human epithelial Na^+ channel δ-subunit (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamamura H, Ugawa S, Ueda T, Shimada S.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 315(2) ページ: 965-969
• [雑誌論文] Icilin activates the δ-subunit of the human epithelial Na^+ channel (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamamura H, Ugawa S, Ueda T, Nagao M, Shimada S.
  • 雑誌名: Molecular Pharmacology 68(4) ページ: 1142-1147
• [雑誌論文] 14-3-3 proteins modulate the expression of epithelial Na^+ channels by phosphorylation-dependent interaction with Nedd4-2 ubiquitin ligase (2005)
  • 著者名/発表者名: Ichimura T, Yamamura H, Sasamoto K, Tominaga Y, Taoka M, Kakiuchi K, Shinkawa T, Takahashi N, Shimada S, Isobe T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280(13) ページ: 13187-13194
• [雑誌論文] In situ hybridization evidence for the coexistence of ASIC and TRPV1 within rat single sensory neurons (2005)
  • 著者名/発表者名: Ugawa S, Ueda T, Yamamura H, Shimada S.
  • 雑誌名: Molecular Brain Research 136(1-2) ページ: 125-133