Gタンパク質共役型受容体を介した食品因子の抗2型糖尿病機能に関する研究

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05866
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 乾 博 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 客員研究員 (20193568)
• 研究分担者: 原田 直樹 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (00529141) ; 乾 隆 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (80352912)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: クルクミン / グルココルチコイド / GPR55 / GPR97 / GPCR

研究実績の概要

クルクミンのターゲットとして見出したGPR55およびGPR97の活性化機構について、引き続き検討を行った。様々なクルクミンアナログを用いて構造活性相関の検討を行った結果、GPR55およびGPR97ともに、クルクミンのヘプタジエン構造および少なくとも1つのメトキシ基が両受容体の活性化に重要であることが判明した。
GPR97には、細胞外にGPCR proteolysis siteが存在して切断を受けるが、クルクミンによるGPR97の活性化には、このsiteの切断は関係しないことが明らかになった。最近GPR97は、グルココルチコイドの受容体として機能することが報告された。そこで、合成グルココルチコイドであるbeclomethasone dipropionateとクルクミンによるGPR55の活性化を比較した。その結果、クルクミンとbeclomethasone dipropionateは、異なった様式で協調的にGPR97を活性化することが示唆された。
GPR55の活性化の生理的な意義に関する検討を行った。その結果、腸管L細胞において、クルクミンによる細胞内カルシウム濃度の上昇およびインクレチンホルモンであるglucagon-like peptide 1の分泌促進は、GPR55のアンタゴニストによって抑制されることを見出した。
本研究期間を通じて、クルクミンが生理作用を発揮するための標的分子としてGPR55とGPR97を発見し、構造活性相関を明らかにした。さらに、GPR55については、クルクミンによるインクレチンホルモン促進作用を介した抗糖尿病作用に関与することが示唆された。

研究成果

• [国際共同研究] Vanderbilt University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Vanderbilt University
• [雑誌論文] Curcumin activates G protein-coupled receptor 97 (GPR97) in a manner different from glucocorticoid (2022)
  • 著者名/発表者名: Harada Naoki、Arahori Yumi、Okuyama Mai、Luis Paula B.、Joseph Akil I.、Kitakaze Tomoya、Goshima Naoki、Schneider Claus、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 595 ページ: 41～46
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.01.075
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of G protein-coupled receptor 55 (GPR55) as a target of curcumin (2022)
  • 著者名/発表者名: Harada Naoki、Okuyama Mai、Teraoka Yoshiaki、Arahori Yumi、Shinmori Yoh、Horiuchi Hiroko、Luis Paula B.、Joseph Akil I.、Kitakaze Tomoya、Matsumura Shigenobu、Hira Tohru、Yamamoto Norio、Iuni Takashi、Goshima Naoki、Schneider Claus、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
  • 雑誌名: npj Science of Food 巻: 6 ページ: 4
  • DOI: 10.1038/s41538-021-00119-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] GPR55活性化物質としてのクルクミンの同定とインクレチン分泌における役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 原田直樹、奥山真衣、寺岡佳晃、荒堀有美、新森耀、北風智也、乾隆、乾博、山地亮一.
  • 学会等名: 2022年度 日本農芸化学会大会
• [学会発表] Identification of G protein-coupled receptors GPR55 and GPR97 as molecular targets of curcumin and involvement of GPR55 in the antidiabetic function of curcumin (2022)
  • 著者名/発表者名: Naoki Harada, Mai Okuyama, Yoshiaki Teraoka, Yumi Arahori, Tomoya Kitakaze, Takashi Inui, Naoki Goshima, Claus Schneider, Hiroshi Inui, Ryoichi Yamaji.
  • 学会等名: 22nd International Congress of Nutrition (ICN2022)
• [備考] 食品代謝栄養学-大阪府立大学
  • URL: http://www.biosci.osakafu-u.ac.jp/NC/
• [備考] 食品代謝栄養学-大阪公立大学
  • URL: https://cms-admin.omu.ac.jp/agri/nc/publication/index.html