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2019 年度 実績報告書

味細胞特殊イオンチャネルシナプスによる味覚神経伝達機構の全容解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03819
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), 教授 (20706824)

研究分担者 岩槻 健  東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (50332375)
城戸 瑞穂  佐賀大学, 医学部, 教授 (60253457)
山本 正道  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (70423150)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードチャネルシナプス / 塩味 / 神経伝達 / ATP / 味覚
研究実績の概要

塩味を生み出す呈味物質は食塩に含まれるナトリウムイオン(Na+)であり、口に含むと“おいしい”味として知覚される。現代、食塩摂取過多に起因する高血圧症患者数の増加と合併する心血管疾患の増加が社会的問題となっている。本年度、我々はチャネルシナプスが舌における塩味の神経伝達を担っていることを明らかにした。マウスを用いた実験で、数ある味蕾細胞のうち、epithelial sodium channel (ENaC)とcalcium homeostasis modulator 1/3 (CALHM1/3)とよばれる分子を同時に発現する細胞集団が塩味の受容を担当する細胞、すなわち塩味細胞であることを突き止めた。さらに、塩味細胞がNa+に応答して活性化して求心性神経へと塩味情報を伝達する仕組みを次の通り明らかにした。まずENaCを介して細胞内にNa+が流入して脱分極する。続いて電位依存性Na+チャネルが活性化して活動電位が生じる。この活動電位によりCALHM1/3チャネルが活性化して求心性味神経に向けて神経伝達物質ATPを放出することで塩味を生じさせる。超解像顕微鏡でも塩味細胞に特徴的なCALHMチャネルシナプス構造を観察することに成功した。
これまでにチャネルシナプスが甘味・うま味・苦味の神経伝達を担うことが知られていた。今回の研究で、小胞性シナプスによる酸味以外の全ての味質受容(甘味・うま味・苦味・塩味)をチャネルシナプスが担うことが明らかとなり、味覚にとってチャネルシナプスの果たす役割が従来考えられていた以上に大きいことが示された。

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

本年度、4つある研究目標の一つである「新たなCALHMチャネルシナプスの生理機能の解明」を達成し論文発表している。さらにその他の研究目標についても予備実験が順調に進んでおり、研究の進捗は計画通りである。

今後の研究の推進方策

チャネルシナプスの生理機能の面ではこれまでに塩味受容における役割を明らかにした。今後、さらなるチャネルシナプスの生理的役割も独自の遺伝子改変マウスを駆使して明らかにしていく。
一方でチャネルシナプスの構造・機能の解析の面においては今後、チャネルシナプス機能の根源であるCALHMチャネル機能の分子基盤に関する研究計画を優先的に推進しつつ、チャネルシナプスの形成原理およびチャネルシナプスにおけるATPストア動態の解析へと実験を進めていく予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] All-electrical Ca2+-independent transduction mediates attractive sodium taste in taste buds2020

    • 著者名/発表者名
      Nomura K, Nakanishi M, Ishidate F, Iwata K, Taruno A
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: - ページ: -

    • DOI

      doi: 10.1016/j.neuron.2020.03.006.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 味蕾における味覚受容メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      樽野陽幸
    • 雑誌名

      嚥下医学

      巻: 8(2) ページ: 178-181

  • [雑誌論文] 味覚系特殊イオンチャネルシナプス2019

    • 著者名/発表者名
      樽野陽幸
    • 雑誌名

      京都府立医科大学雑誌

      巻: 128(9) ページ: 637-643

  • [学会発表] Transduction of sodium taste in the taste buds2020

    • 著者名/発表者名
      Taruno A
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
  • [学会発表] The cells and neurotransmission underlying sodium taste in the taste buds2020

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi M, Nomura K, Taruno A
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
  • [学会発表] 味覚系特殊イオンチャネルシナプスの構造と分子機構2019

    • 著者名/発表者名
      Taruno A
    • 学会等名
      第3回感覚器研究イニシアチブ・シンポジウム「感覚と脳-基礎から臨床へ-」
    • 招待講演
  • [学会発表] Ion channel synapses of the taste bud.2019

    • 著者名/発表者名
      Taruno A
    • 学会等名
      NIPS International Workshop “Sensing food/nutrient/environment toward integrative metabolic regulation”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cells and transduction of sodium taste at the periphery.2019

    • 著者名/発表者名
      Taruno A, Nomura K
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 第1章「味覚の受容」摂食と健康の科学(高田 明和編)2020

    • 著者名/発表者名
      樽野陽幸
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-36185-8
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.tarunolab.com

  • [備考] Researchmap-樽野陽幸

    • URL

      https://researchmap.jp/akitaruno

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公開日: 2021-01-27  

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