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2019 年度 実績報告書

新規リアノジン受容体作用薬を利用したサブタイプ特異的チャネル制御の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 19H03404
研究機関順天堂大学

研究代表者

村山 尚  順天堂大学, 医学部, 准教授 (10230012)

研究分担者 小川 治夫  東京大学, 定量生命科学研究所, 准教授 (40292726)
呉林 なごみ  順天堂大学, 医学部, 非常勤講師 (50133335)
小林 琢也  順天堂大学, 医学部, 特任研究員 (60468585)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードリアノジン受容体 / カルシウムイオン / イオンチャネル / 骨格筋 / 興奮収縮連関
研究実績の概要

リアノジン受容体(RyR)は小胞体膜の超巨大Ca2+遊離チャネルで、細胞内Ca2+調節機構に重要な役割を果たしている。RyRには機能と制御機構が異なる3種類のサブタイプが存在するが、その分子基盤については不明である。我々は独自のスクリーニング技術により、サブタイプ選択的RyR作用薬を網羅的に同定することに成功した。本研究では、これらの薬物の作用機序を解析し、結合部位とその構造変化を同定することにより、サブタイプ特異的制御機構を原子レベルで解明する。本年度はRyR3サブタイプ選択的作用薬の探索および新規作用薬の作用機序評価を行った。東京医科歯科大学保有の機能既知化合物ライブラリ(1,535化合物)のスクリーニングにより、RyR3チャネル活性を阻害する化合物を6種類同定した。このうち、2種類がRyR3選択的であった。2種類のうち、一方はCa2+依存性[3H]リアノジン結合を抑制したが、もう一方は作用が見られなかった。RyR1活性化化合物についてもサブタイプ選択性を検討した。12種類のRyR1活性化化合物のうち、6種類がRyR1選択的であることが分かった。これらの選択的化合物についてはキメラチャネルにより結合部位の同定を進める予定である。サブタイプ選択的化合物の結合部位同定のためのクライオ電子顕微鏡観察については、閉状態と開状態のそれぞれで4オングストロームを上回る分解能が到達できており、次年度以降の観察の準備が整ったところである。

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

ライブラリスクリーニングおよびサブタイプ選択性の評価が順調に進展した。クライオ電子顕微鏡観察の準備も整ったため、次年度以降の計画を遂行できる目処が立った。ライブラリ中のヒット化合物と同一構造の化合物を購入した際に構造が異なっていることが判明した。繰越申請を行って実験を続けた結果、正しい構造を決定することが出来、結果的に予定通りの進捗となった。

今後の研究の推進方策

構造決定のキモとなるクライオ電子顕微鏡観察において、化合物が視認できるかどうかが重要なポイントになる。観察条件をいくつか変えることにより、化合物の結合部位の同定を目指す。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Virginia Commonwealth University/Ohio State University/Mount Sinai Medical Center(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Virginia Commonwealth University/Ohio State University/Mount Sinai Medical Center
  • [国際共同研究] University of Leeds(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Leeds
  • [雑誌論文] Co-Phenotype of Left Ventricular Non-Compaction Cardiomyopathy and Atypical Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia in Association With R169Q, a <i>Ryanodine Receptor Type 2</i> Missense Mutation2020

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Yoshihiro、Kato Yoshiaki、Uike Kiyoshi、Yamamura Kenichiro、Kikuchi Masahiro、Yasuda Maki、Ohno Seiko、Horie Minoru、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Horigome Hitoshi
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 84 ページ: 226~234

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-19-0720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRIC-A Channel Maintains Store Calcium Handling by Interacting With Type 2 Ryanodine Receptor in Cardiac Muscle2020

    • 著者名/発表者名
      Zhou Xinyu、Park Ki Ho、Yamazaki Daiju、Lin Pei-hui、Nishi Miyuki、Ma Zhiwei、Qiu Liming、Murayama Takashi、Zou Xiaoqin、Takeshima Hiroshi、Zhou Jingsong、Ma Jianjie
    • 雑誌名

      Circulation Research

      巻: 126 ページ: 417~435

    • DOI

      10.1161/CIRCRESAHA.119.316241

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulatory mechanisms of ryanodine receptor/Ca2+ release channel revealed by recent advancements in structural studies2020

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Haruo、Kurebayashi Nagomi、Yamazawa Toshiko、Murayama Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Muscle Research and Cell Motility

      巻: 0 ページ: 0~0

    • DOI

      10.1007/s10974-020-09575-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RyR2 mutation-linked arrhythmogenic diseases and its therapeutic strategies2020

    • 著者名/発表者名
      Kurebayashi Nagomi、Murayama Takashi
    • 雑誌名

      Folia Pharmacologica Japonica

      巻: 155 ページ: 225~229

    • DOI

      10.1254/fpj.20017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assays for Modulators of Ryanodine Receptor (RyR)/Ca2+ Release Channel Activity for Drug Discovery for Skeletal Muscle and Heart Diseases2019

    • 著者名/発表者名
      Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi
    • 雑誌名

      Current Protocols in Pharmacology

      巻: 87 ページ: 0~0

    • DOI

      10.1002/cpph.71

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural development of a type-1 ryanodine receptor (RyR1) Ca2+-release channel inhibitor guided by endoplasmic reticulum Ca2+ assay2019

    • 著者名/発表者名
      Mori Shuichi、Iinuma Hiroto、Manaka Noriaki、Ishigami-Yuasa Mari、Murayama Takashi、Nishijima Yoshiaki、Sakurai Akiko、Arai Ryota、Kurebayashi Nagomi、Sakurai Takashi、Kagechika Hiroyuki
    • 雑誌名

      European Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 179 ページ: 837~848

    • DOI

      10.1016/j.ejmech.2019.06.076

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insights into channel modulation mechanism of RYR1 mutants using Ca2+ imaging and molecular dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazawa Toshiko、Ogawa Haruo、Murayama Takashi、Yamaguchi Maki、Oyamada Hideto、Suzuki Junji、Kurebayashi Nagomi、Kanemaru Kazunori、Oguchi Katsuji、Sakurai Takashi、Iino Masamitsu
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology

      巻: 152 ページ: 0~0

    • DOI

      10.1085/jgp.201812235

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Therapeutic effects of a novel RyR1 inhibitor on malignant hyperthermia model mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Murayama T, Yamazawa T, Kobayashi T, Kurebayashi N, Noguchi S, Nishino N, Mori S, Kagechika H, Lopez JR, Allen PD, Sakurai T.
    • 学会等名
      Biophysical Society 64th Annual Meeting
  • [学会発表] Characterization of novel RyR1-selective inhibitors identified by high-throughput screening using ER Ca2+ measurement.2020

    • 著者名/発表者名
      Matsukawa H, Murayama T, Kobayashi T, Kurebayashi N, Yamazawa T, Ishigami-Yuasa M, Mori S, Kagechika H, Sakurai T.
    • 学会等名
      Biophysical Society 64th Annual Meeting
  • [学会発表] 新規RyR1抑制薬の悪性高熱症モデルマウスに対する効果.2020

    • 著者名/発表者名
      村山 尚,山澤 徳志子,小林 琢也,呉林 なごみ,野口 悟,西野 一三,森 修一,影近 弘之,Jose R. Lopez,Paul D. Allen,櫻井 隆.
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
  • [学会発表] 悪性高熱症モデルマウスを用いた新規RyR1阻害薬の治療効果の検討.2019

    • 著者名/発表者名
      村山 尚、山澤 徳志子、小林 琢也、呉林 なごみ、野口 悟、井上 高良、井上 由紀子、森 修一、飯沼 大翔、間中 紀暁、湯浅 磨里、影近 弘之、西野 一三、櫻井 隆.
    • 学会等名
      第5回日本筋学会学術集会
  • [学会発表] リアノジン受容体チャネル制御機構への構造・機能学的アプローチ.2019

    • 著者名/発表者名
      村山 尚
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
  • [産業財産権] 2型リアノジン受容体活性抑制剤2020

    • 発明者名
      國廣なごみ、村山尚、影近弘之、森修一、湯浅磨里、飯沼大翔
    • 権利者名
      学校法人順天堂、国立大学法人東京医科歯科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-020656

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公開日: 2021-12-27  

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