新規創薬標的としての細胞内カルシウム正帰還制御機構と関連イオンチャネル分子群

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390020
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 今泉 祐治 名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (60117794)
• 研究分担者: 大矢 進 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (70275147) ; 山村 寿男 名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (80398362)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: 薬理 / 非興奮性細胞 / イオンチャネル / 正帰還カルシウム制御機構 / カルシウム活性化カリウムチャネル / ストア作動性カルシウム流入 / 細胞内カルシウム動態 / 発現調節

研究概要

多くの非興奮性細胞（内皮細胞、リンパ球、軟骨細胞、上皮細胞など）において、刺激応答の開始となる細胞内Ca2+濃度（[Ca2+]i）上昇を正帰還的に制御する機構が普遍的に存在し、Ca2+活性化K+（KCa）チャネルやストア作動性Ca2+（SOC）チャネルがその正帰還Ca2+制御機構の中心的役割を担う分子として機能するスキームを実証するために以下の実験を行い、成果を得た。
（１）脳血管内皮細胞において、正帰還Ca2+制御機構の主要なCa2+流入経路として、SOCチャネルの1つであるCa2+遊離活性化Ca2+（CRAC）チャネルが重要であることをこれまでに明らかにしてきた。CRACチャネルの構成因子であるOrai1、Orai2、Stim1をノックダウンしたところ細胞増殖が有意に抑制された。また、Orai1とは異なり、Orai2のmRNA発現量は細胞周期依存的に変化した。更にOrai2がOrai1の機能を制御することでストア作動性Ca2+流入（SOCE）を修飾することも明らかになった。
（２）気道から吸引した異物の排出（気道クリアランス）に関与する上皮系細胞（気道繊毛細胞）において、K+チャネル活性が正帰還Ca2+制御機構に関与するか調べた。その結果、ATP感受性K+チャネル（KATP）が細胞膜を過分極させることで、細胞膜上のCa2+チャネルからのCa2+流入を促進し、繊毛運動を増強させて気道クリアランスを亢進させることが判明した。この結果は、KATP開口薬が新規の去痰薬として有用である可能性を示唆している。
（３）軟骨細胞から単離した新規の大コンダクタンスKCa（BK）チャネルのスプライスバリアント体の生理的意義を調べた。その結果、野生型のBKチャネルとヘテロ4量体を形成し、その細胞膜移行を抑制することで、BKチャネル機能を抑制することが明らかになった。また、このバリアント体は軟骨のみならず全身に広く分布することも明らかにした。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The multiple expression of Ca2+-activated Cl-channels via homo- and hetero-dimer formation of TMEM16A splicing variants in murine portal vein. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohshiro J, Yamamura H, Saeki T, Suzuki Y, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 443(2) ページ: 518-23
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.11.117.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Up-regulation of KCa3.1 K+ channel in mesenteric lymph node CD4+ T-lymphocytes from a mouse model of dextran sodium sulfate-induced inflammatory bowel disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohya S, Fukuyo Y, Kito H, Shibaoka R, Matsui M, Niguma H, Maeda Y, Yamamura H, Fujii M, Kimura K, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1152/ajpgi.00156.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous and nicotine-induced Ca2+ oscillations mediated by Ca2+ influx in rat pinealocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizutani H, Yamamura H, Muramatsu M, Kiyota K, Nishimura K, Suzuki Y, Ohya S, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00014.2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct molecular interaction of caveolin-3 with KCa1.1 channel in living HEK293 cell expression system. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, Yamamura H, Ohya S, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 430(3) ページ: 1169-74
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.12.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facilitated hyperpolarization signaling in vascular smooth muscle-overexpressing TRIC-A channels. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tao S, Yamazaki D, Komazaki S, Zhao C, Iida T, Kakizawa S, Imaizumi Y, Takeshima H.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288(22) ページ: 15581-9
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.435396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the K(Ca)3.1 K+ channel in auricular lymph node CD4+ T-lymphocyte function of the delayed-type hypersensitivity model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohya S, Nakamura E, Horiba S, Kito H, Matsui M, Yamamura H, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: Br J Pharmacol 巻: 169(5) ページ: 1011-23
  • DOI: 10.1111/bph.12215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overactive bladder mediated by accelerated Ca2+ influx mode of Na+/Ca2+ exchanger in smooth muscle. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura H, Cole WC, Kita S, Hotta S, Murata H, Suzuki Y, Ohya S, Iwamoto T, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: 305(3) ページ: C299-308
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00065.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Ca(2+) influx and ciliary beating by membrane hyperpolarization due to ATP-sensitive K(+) channel opening in mouse airway epithelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohba T, Sawada E, Suzuki Y, Yamamura H, Ohya S, Tsuda H, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: J Pharmacol Exp Ther 巻: 347(1) ページ: 145-53
  • DOI: 10.1124/jpet.113.205138
  • 査読あり
• [雑誌論文] New screening system for selective blockers of voltage-gated K(+) channels using recombinant cell lines dying upon single action potential. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujii M, Hayashi K, Ohya S, Yamamura H, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci 巻: 123(2) ページ: 147-58
  • DOI: 10.1254/jphs.13063FP
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caveolin-1 facilitates the direct coupling between large conductance Ca2+-activated K+ (BKCa) and Cav1.2 Ca2+ channels and their clustering to regulate membrane excitability in vascular myocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, Yamamura H, Ohya S, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288(51) ページ: 36750-61
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.511485
  • 査読あり
• [学会発表] 軟骨細胞モデルにおけるCa2+透過チャネルの分子実体とその機能解析
  • 著者名/発表者名: 鈴木良明、伊奈山宗典、船橋賢司、栗田卓、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 第9回TRPチャネル研究会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] SOCE Channels Regulate Histamine-Induced Ca2+ Influx in Human Chondrocytes
  • 著者名/発表者名: 鈴木良明、伊奈山宗典、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: The 2nd HD Physiology International Symposium 2013
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Membrane Hyperpolarization due to ATP-Sensitive K+ Channel Openers Facilitated Ciliary Beating in Mouse Airway Ciliated Cells
  • 著者名/発表者名: 大羽輝弥、澤田英士、鈴木良明、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: The 2nd HD Physiology International Symposium 2013
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ラット松果体細胞におけるCa2+活性化CI-チャネルの機能発現
  • 著者名/発表者名: 西村歌織、山村寿男、今泉祐治
  • 学会等名: 第123回日本薬理学会近畿部会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] ヒト由来軟骨肉腫細胞株(OUMS-27)におけるCI- チャネルの機能解析
  • 著者名/発表者名: 栗田卓、船橋賢司、鈴木良明、山村寿男、大矢 進、今泉祐治
  • 学会等名: 第123回日本薬理学会近畿部会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] The regulatory mechanism underlying the enhanced expression of large conductance Ca2+ activated K+ channel by testosterone
  • 著者名/発表者名: R. Azizieh, A. Ohno, S. Ohya, Y. Suzuki, H. Yamamura and Y. Imaizumi
  • 学会等名: IUPS 2013
  • 発表場所: Birmingham, UK
• [学会発表] Role of the intermediate-conductance Ca2+-activated K+ channel, KCa3.1 in CD4+ T-lymphocytes of mesenteric lymphnode of mice inflammatory bowel disease model
  • 著者名/発表者名: S. Ohya, Y. Fukuyo, M. Matsui, H. Yamamura, R. Shibaoka, H. Niguma, M. Fujii and Y. Imaizumi
  • 学会等名: IUPS 2013
  • 発表場所: Birmingham, UK
• [学会発表] Overactive bladder mediated by accelerated Ca2+ influx mode of Na+/Ca2+ exchanger in smooth muscle
  • 著者名/発表者名: Hisao Yamamura, William C. Cole, Satomi Kita, Shingo Hotta, Hidemichi Murata, Yoshiaki Suzuki, Susumu Ohya, Takahiro Iwamoto, Yuji Imaizumi
  • 学会等名: IUPS2013
  • 発表場所: Birmingham, Uk
• [学会発表] Contribution of Orai-STIM to histamine-induced store operated Ca2+ entry and functional coupling with Ca2+-activated K+ channels in Chondrocytes
  • 著者名/発表者名: M. Inayama, Y. Suzuki, H. Yamamura, S. Ohya and Y. Imaizumi
  • 学会等名: IUPS 2013
  • 発表場所: Birmingham,UK
• [学会発表] IP3産生により制御される細胞内Ca2+動態イメージング
  • 著者名/発表者名: 山村寿男、今泉祐治
  • 学会等名: 第55回日本平滑筋学会総会
  • 発表場所: 旭川
  • 招待講演
• [学会発表] BKチャネル-VDCC複合体形成及び血管平滑筋細胞機能に対するカベオリン1/カベオラの寄与
  • 著者名/発表者名: 鈴木良明、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 第55回日本平滑筋学会総会
  • 発表場所: 旭川
• [学会発表] マウス妊娠・非妊娠子宮平滑筋におけるCa2+動員機構解析
  • 著者名/発表者名: 松木克仁、竹本将士、山村寿男、大矢進、竹島浩、今泉祐治
  • 学会等名: 第55回日本平滑筋学会総会
  • 発表場所: 旭川
• [学会発表] 気道上皮細胞でのKATPチャネル開口薬による繊毛運動活性化機構
  • 著者名/発表者名: 大羽輝弥、澤田英士、鈴木良明、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 生体機能と創薬シンポジウム2013
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 脳血管内皮細胞の細胞周期進行におけるのCa2+ release-activated Ca2+ channel寄与の解明
  • 著者名/発表者名: 鬼頭宏彰、山村寿男、鈴木良明、大矢進、浅井清文、今泉祐治
  • 学会等名: 生体機能と創薬シンポジウム2013
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] ヒト由来軟骨肉腫細胞株(OUMS-27)におけるCI- チャネルの機能解析
  • 著者名/発表者名: 栗田卓、鈴木良明、山村寿男、大矢 進、今泉祐治
  • 学会等名: 次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2013
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] ラット松果体細胞におけるCI- チャネルの機能発現解析
  • 著者名/発表者名: 西村歌織、山村寿男、今泉祐治
  • 学会等名: 次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2013
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] 脳血管内皮細胞における細胞周期進行に対するCRACチャネルの寄与の解明
  • 著者名/発表者名: 鬼頭宏彰、山村寿男、鈴木良明、大矢進、浅井清文、今泉祐治
  • 学会等名: 第124回日本薬理学会近畿部会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] KATPチャネル活性化による繊毛運動活性化機構の解明
  • 著者名/発表者名: 大羽輝弥、澤田英士、鈴木良明、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 第124回日本薬理学会近畿部会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 門脈圧亢進症モデルマウスの門脈平滑筋におけるTMEM16Aの発現変化
  • 著者名/発表者名: 近藤るびい、大城隼也、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
  • 学会等名: 第124回日本薬理学会近畿部会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 平滑筋収縮制御機構におけるCa2+活性化Cl-チャネル（TMEM16A）の役割
  • 著者名/発表者名: 山村寿男、邊見智、大城隼也、近藤るびい、鈴木良明、今泉祐治
  • 学会等名: 生理研研究会2013「心血管膜輸送分子の構造・機能・病態の統合的研究戦略」
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] 脳血管内皮細胞におけるCa2+ release-activated Ca2+ channelを介した細胞周期制御機構の解明
  • 著者名/発表者名: 鬼頭宏彰、山村寿男、鈴木良明、大矢進、浅井清文、今泉祐治
  • 学会等名: 第23回日本循環薬理学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] マウス非妊娠・妊娠子宮平滑筋における細胞内Ca2+制御機構機能解析
  • 著者名/発表者名: 松木克仁、竹本将士、鈴木良明、山村寿男、大矢進、竹島浩、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 腎血管性高血圧モデルマウスにおける腸間膜動脈の血管張力に対する内向き整流性K+チャネル（Kir2.1）の関与
  • 著者名/発表者名: 服部美波、丸山史登、鈴木良明、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 膀胱平滑筋Na+/Ca2+交換系の逆回転促進によって起こる過活動膀胱
  • 著者名/発表者名: 山村寿男、William C. Cole、喜多紗斗美、堀田真吾、村田秀道、鈴木良明、大矢進、岩本隆宏、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ヒト由来軟骨肉腫細胞株(OUMS-27)におけるCl-チャネルの分子実体の解明
  • 著者名/発表者名: 栗田卓、鈴木良明、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 男性ホルモンによる大コンダクタンスCa2+活性化K+チャネル発現制御機構
  • 著者名/発表者名: Regis Azizieh、大野晃稔、大矢 進、山村寿男、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ラット松果体で機能発現するCa2+活性化Cl-(TMEM16B)チャネル
  • 著者名/発表者名: 西村歌織、山村寿男、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 脳血管内皮細胞におけるCRACチャネルを介した細胞周期制御機構の解明
  • 著者名/発表者名: 鬼頭宏彰、山村寿男、鈴木良明、大矢進、浅井清文、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 門脈圧亢進症モデルマウスの門脈におけるTMEM16Aの発現解析
  • 著者名/発表者名: 近藤るびい、大城隼也、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] マウス門脈において機能発現するTMEM16Aスプライスバリアント体の特性
  • 著者名/発表者名: 大城隼也、佐伯尚紀、山村寿男、鈴木良明、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 新規BKαスプライスバリアント体によるBKチャネル機能修飾機構の解析
  • 著者名/発表者名: 鈴木良明、大矢 進、山村寿男、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 蛍光ビーズを用いた気道クリアランス評価系の開発
  • 著者名/発表者名: 大羽輝弥、澤田英士、鈴木良明、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 炎症性腸疾患モデルマウスの腸間膜リンパ節CD4+陽性リンパ球におけるカルシウム活性化カリウムチャネルKCa3.1活性化機構における機能制御分子の役割
  • 著者名/発表者名: 柴岡里奈、松井未来、福与由香、仁熊宏樹、藤井正徳、山村寿男、今泉祐治、大矢 進
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] Na+/Ca2+交換体の逆回転亢進によって生じる過活動膀胱
  • 著者名/発表者名: 山村寿男、William C. Cole、喜多紗斗美、堀田真吾、村田秀道、鈴木良明、大矢進、岩本隆宏、今泉祐治
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] BKチャネル‐VDCC複合体形成 及び血管平滑筋細胞機能に対する カベオリン１／カベオラの寄与
  • 著者名/発表者名: 鈴木良明、山村寿男、大矢進、今泉祐治
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] 脳血管内皮細胞の細胞周期進行に対するCARCチャネルの役割
  • 著者名/発表者名: 鬼頭宏彰、山村寿男、鈴木良明、大矢進、浅井清文、今泉祐治
  • 学会等名: 日本薬学会第134回年会
  • 発表場所: 熊本
• [備考] 名古屋市立大学 大学院薬学研究科 細胞分子薬効解析学分野 ホームページ
  • URL: http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/ysg/index.html