痛み増強ノシセプチン受容体をブロックする純アンタゴニスト鎮痛薬の開発

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22600006
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松島 綾美 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教 (60404050)
• キーワード: 脳・神経 / シグナル伝達 / Gタンパク質共役型受容体 / 鎮痛 / 疼痛 / 生体分子 / 生理活性 / 分子認識

研究概要

今なお、モルヒネ類にかわる「夢の鎮痛薬」は実現していない。そこで本研究では、鎮痛作用を発揮するオピオイド受容体ではなく、逆の疼痛受容体、すなわち痛みシグナルを増強するノシセプチンおよびその受容体を阻害するアンタゴニストの設計という、既存と全く異なる新規メカニズムに基づく鎮痛薬の創製を目指す。
3年計画の初年度である今年度は、まず、ノシセプチン受容体の丸ごとアラニンスキャン変異体の発現プラスミド作製を行った。特に、受容体構造の維持や活性化構造変化に重要だと考えられる7つの膜貫通領域全てのアラニンスキャン変異体の構築に取り組んだ。既に、第5膜貫通領域の27アミノ酸残基の置換は終了したため、6つの膜貫通領域を対象にアミノ酸を1つずつアラニンに置換した発現プラスミドを作製した。こうして7つの膜貫通領域に存在する全150残基全てのアラニンスキャン変異体の作製に成就した。次に、ホ乳類培養細胞を用いた変異体発現による、結合および受容体活性化試験に取り組んだ。作製したアラニンスキャン変異体を、順次、アフリカミドリザル腎由来COS-7細胞で発現し、トリチウム[3H]標識ノシセプチンをトレーサーとして用いた競合結合試験を行った。さらに、受容体活性化の指標であるGTPγS結合試験により、活性を評価した。その結果、変異なしの受容体と比べると、多くの変異受容体において受容体タンパク質発現量の減少が見られた。また、リガンドが変異なしの受容体同様に強く結合するにもかかわらず、受容体活性化能がかなり弱い一群の変異があるという興味深い結果が得られた。これは、TM間で綿密な相互作用のネットワークを形成し、受容体の安定な構造を保つ役割をしているためだと考えられた。さらに、Cys(Npys)含有アンタゴニストのアフィニティラベリングによる結合部位解析に取りかかった。まずは、申請者らが見出した純アンタゴニストペプチドのN端側にNpsy基を導入した。これを用いて結合試験を行ったところ、確かに受容体にリガンドが共有結合で標識されることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Endocrine disrupter bisphenol A increases in situ estrogen production in the mouse urogenital sinus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Arase, S., Ishii, K., Igarashi, K., Aisaki, K., Yoshio, Y., Matsushima, A., Shimohigashi, Y., Arima, K., Kanno, J., Sugimura, Y.
  • 雑誌名: Bio.Reprod. 巻: 84 ページ: 734-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Trp residue of opioid receptor TM5 present at the cell membrane interface is a molecular anchor for full activation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, H., Li, J., Inokuchi, N., Koikawa, S., Matsushima A., Nose, T., Costa, T., Shimohigashi, Y.
  • 雑誌名: Peptide Science 2010 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploration of the binding site of ORL1 nociceptin receptor antagonist. (2011)
  • 著者名/発表者名: Inamine, S., Li, J., Nishimura, H., Matsushima, A., Nose, T., Costa, T., Shimohigashi, Y.
  • 雑誌名: Peptide Science 2010 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bisphenol AF is a Full Agonist for the Estrogen Receptor ERα, but a Highly Specific Antagonist for ERβ. (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, A., Liu, X., Okada, H., Shimohigashi, M., Shimohigashi, Y.
  • 雑誌名: Environ.Health Perspect. 巻: 118 ページ: 1267-1272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinction of the binding modes for human nuclear receptor ERRγ between bisphenol A and 4-hydroxytamoxifen. (2010)
  • 著者名/発表者名: Liu, X., Matsushima, A., Okada, H., Shimohigashi, Y.
  • 雑誌名: J.Biochem. 巻: 148 ページ: 247-254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pigment-Dispersing Factor Affects Nocturnal Activity Rhythms, Photic Entrainment and the Free-Running Period of the Circadian Clock in the Cricket Gryllus bimaculatus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hassaneen, E., El-Din Sallam, A., Abo-Ghalia, A., Moriyama, Y., Karpova, S.G., Abdelsalam, S., Matsushima, A., Shimohigashi, Y., Tomioka, K.
  • 雑誌名: J.Biol.Rhythm 巻: 26 ページ: 3-13
  • 査読あり
• [学会発表] Exploration of the binding site of ORL1 nociceptin receptor antagonist. (2010)
  • 著者名/発表者名: Inamine, S., Li, J., Nishimura, H., Matsushima, A., Nose, T., Costa, T., Shimohigashi, Y.
  • 学会等名: 5th International Peptide Symposium
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 20101204-20101209
• [学会発表] The Trp residue of opioid receptor TM5 present at the cell membrane interface is a molecular anchor for full activation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, H., Li, J., Inokuchi, N., Koikawa, S., Matsushima, A., Nose, T., Costa, T., Shimohigashi, Y.
  • 学会等名: 5th International Peptide Symposium
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 20101204-20101209
• [学会発表] ORL1ノシセプチン受容体のAla-スキャン変異受容体を用いた構造活性相関解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 李京蘭、磯崎要、松島綾美、野瀬健、Tomasso Costa、下東康幸
  • 学会等名: 平成22年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島市)
  • 年月日: 20100522-20100523
• [学会発表] 疼痛ペプチド・ノシセプチンの純アンタゴニストMeSAC-RYYRIK-NH2の受容体結合部位 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村裕一、李京蘭、井口暢子、肥川紗矢香、松島綾美、野瀬健、Tommaso Costa、下東康幸
  • 学会等名: 平成22年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島市)
  • 年月日: 20100522-20100523