カルシウム活性化クロライドチャネルTMEM16の新規修飾サブユニットの同定

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25460104
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 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): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: クロライドチャネル / カルシウム / 血管 / 平滑筋 / 門脈 / イメージング / アクチン / スプライスバリアント

研究概要

血管平滑筋において、カルシウム活性化クロライド（ClCa）チャネルの活性化は、静止膜電位を脱分極側へシフトさせるため、血管筋緊張の増大をもたらす重要な要素である。近年、TMEM16遺伝子ファミリーに属するTMEM16Aが、様々な平滑筋に発現するClCaチャネルの分子実体として報告された。本研究では、マウス門脈平滑筋細胞に発現するTMEM16ファミリーの発現解析と機能解析を行った。門脈平滑筋において、TMEM16AのmRNAおよびタンパク質発現が認められた。また、門脈平滑筋細胞において、脱分極刺激によって活性化する外向き電流と再分極によって惹起される内向き末尾電流が観察された。これらの電流は、ClCaチャネルの阻害薬によって抑制された。次に、門脈平滑筋からTMEM16Aをクローニングしたところ、スプライスバリアントのabc体とacd体が大部分を占めた。abc体とacd体をHEK293細胞に発現させて、ClCa電流を観察したところ、末尾電流の時定数は、門脈平滑筋細胞の時定数よりも大きかった。そこで、門脈平滑筋細胞をアクチン骨格の重合阻害剤で前処置したところ、その時定数は延長した。さらに、全反射蛍光顕微鏡を用いたFRET解析によって、TMEM16Aのスプライスバリアント体は、ホモもしくはヘテロ二量体でチャネル1分子を構成することが示された。本研究によって、マウス門脈平滑筋細胞では、主にTMEM16A(abc)とTMEM16A(acd)のホモもしくはヘテロ二量体で機能的ClCaチャネルを形成していることが明らかとなった。また、ClCaチャネル活性は、アクチン骨格によって制御されていることも示唆された。以上の研究成果は、血管平滑筋に機能発現するClCaチャネルの生理機能を解明する上で重要な知見になると考えられる。

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

血管平滑筋に発現するカルシウム活性化クロライドチャネルのスプライスバリアント体を複数同定できた。また、カルシウム活性化クロライドチャネルの活性を修飾する内因性因子としてアクチン骨格を同定できた。

今後の研究の推進方策

血管平滑筋に発現するカルシウム活性化クロライドチャネルの発現および活性を修飾する内因性もしくは外因性因子をさらに同定する。また、カルシウム活性化クロライドチャネルの血管生理機能を明らかにする。さらに、門脈圧亢進症などの病態におけるカルシウム活性化クロライドチャネルの機能変化などにも注目して研究を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Inhibition of the Ca(2+)-sensing receptor rescues pulmonary hypertension in rats and mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Guo Q, Huang JA, Yamamura A, Yamamura H, Zimnicka AM, Fernandez R, Yuan JX.
  • 雑誌名: Hypertens Res. 巻: 37(2) ページ: 116-24
  • DOI: 10.1038/hr.2013.129
  • 査読あり
• [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] Activation of Notch signaling by short-term treatment with Jagged-1 enhances store-operated Ca2+ entry in human pulmonary arterial smooth muscle cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamura H, Yamamura A, Ko EA, Pohl NM, Smith KA, Zeifman A, Powell FL, Thistlethwaite PA, Yuan JX.
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol. 巻: 306(9) ページ: C871-8
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00221.2013
  • 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] Modulation of TMEM16A-Channel Activity as Ca2+ Activated Cl- Conductance via the Interaction With Actin Cytoskeleton in Murine Portal Vein. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohshiro J, Yamamura H, Suzuki Y, Imaizumi Y.
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci. 巻: 125 ページ: in press
  • DOI: 10.1254/jphs.14015SC
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional characterization of voltage-dependent Ca(2+) channels in mouse pulmonary arterial smooth muscle cells: divergent effect of ROS. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ko EA, Wan J, Yamamura A, Zimnicka AM, Yamamura H, Yoo HY, Tang H, Smith KA, Sundivakkam PC, Zeifman A, Ayon RJ, Makino A, Yuan JX.
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol. 巻: 304(11) ページ: C1042-52
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00304.2012
  • 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] Imaging analyses of ion channel-molecule functions (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura H.
  • 雑誌名: Nihon Yakurigaku Zasshi. 巻: 142(2) ページ: 79-84
  • DOI: 10.1254/fpj.142.79
  • 査読あり
• [雑誌論文] TMEM16 as calcium-activated chloride channels (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura H.
  • 雑誌名: Nihon Yakurigaku Zasshi. 巻: 142(3) ページ: 144
  • DOI: 10.1254/fpj.142.144
• [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] 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
• [雑誌論文] Enhanced Ca2+-sensing receptor function in pulmonary hypertension (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura A, Yamamura H, Yuan JX.
  • 雑誌名: Yakugaku Zasshi. 巻: 133(12) ページ: 1351-9
  • DOI: 10.1248/yakushi.13-00228-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct regulation of ion channel by PIP2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura H.
  • 雑誌名: Nihon Yakurigaku Zasshi. 巻: 142(6) ページ: 320
  • DOI: 10.1254/fpj.142.320
• [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] 肺高血圧症モデル動物におけるカルシウム感受性受容体拮抗薬の効果
  • 著者名/発表者名: 山村彩、山村寿男、Qiang Guo、Adriana M. Zimnicka、小崎康子、塚本喜久雄、Jason X.-J. Yuan
  • 学会等名: 第59回日本薬学会東海支部大会
  • 発表場所: 名古屋
• [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] Enhanced Ca2+-sensing receptor function in idiopathic pulmonary arterial hypertension
  • 著者名/発表者名: Aya Yamamura, Qiang Guo, Hisao Yamamura, Adriana M. Zimnicka, Nicole M. Pohl, Kimberly A. Smith, Ruby A. Fernandez1, Amy Zeifman, Ayako Makino, Hui Dong, Jason X.-J. Yuan
  • 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+動態のイメージング
  • 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] カルシウム感受性受容体と肺高血圧症
  • 著者名/発表者名: 山村彩、山村寿男、Jason X.-J. Yuan
  • 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] 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] Functional coupling between Ca2+-sensing receptor and TRPC6 channel in pulmonary hypertension
  • 著者名/発表者名: Aya Yamamura, Hisao Yamamura, Jason X.-J. Yuan
  • 学会等名: The 91st Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Kagoshima
  • 招待講演
• [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