一酸化窒素によるカルシウム放出機構の骨格筋における機能的意義

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25460303
• 研究機関: 東京慈恵会医科大学
• 研究代表者: 山澤 徳志子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (00282616)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: カルシウム / 一酸化窒素 / リアノジン受容体 / 骨格筋

研究実績の概要

一酸化窒素（NO）が細胞内カルシウム（Ca2+）上昇を引き起こすことを中枢神経系で発見した。NOによるCa2+上昇は、細胞内小胞体にあるリアノジン受容体を介するCa2+放出機構によるものであり、これが神経細胞死に関与していることを明らかにした。本研究では、神経細胞と同様に神経型NO合成酵素とリアノジン受容体が共発現している骨格筋において、NOによるCa2+放出機構（nitric oxide-induced calcium release; NICR）の生理的および病態生理的意義を解明することを目的とした。
前年度から引き続いてCa2+によるCa2+放出（calcium-induced calcium release; NICR）が亢進している悪性高熱症感受で報告されているリアノジン受容体遺伝子変異におけるカルシウムシグナルを解析した。野生型および悪性高熱症変異型リアノジン受容体遺伝子をHEK細胞に安定発現した系を用いてCICR活性、NICR活性、静止時細胞質Ca2+濃度測定、及び分子動力学計算法によるシミュレーションを行い、機能的変異を多角的、定量的に解析する方法を開発した。これより、分子動力学計算法の用いたシミュレーションの結果とカルシウムシグナルによる機能解析に相関が認められた。
前年度から繁殖させている、NICRを阻害した小動物（リアノジン受容体がS-ニトロシル化を受ける3636番目のシステイン残基をアラニン残基に置換したRyR1-C3636Aノックインマウス）の骨格筋初代培養細胞を用いて、骨格筋幹細胞の増殖速度及び、多核の骨格筋細胞への分化について差異があるか検証したところ、野生型とRyR1-C3636Aノックインマウスには有意な差が認められなかった。これより、これらの過程にはNICRの寄与が少ないことが明らかになった（論文投稿中）。筋損傷における。NICRの寄与については解析中である。

研究成果

• [雑誌論文] 脳における新規細胞内カルシウム放出機構 一酸化窒素依存的カルシウム放出：神経細胞死への関与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山澤德志子、柿澤 昌
  • 雑誌名: 日薬理誌 巻: 147 ページ: 200-205
  • DOI: 10.1254/fpj.147.200
  • 査読あり
• [雑誌論文] 脳における新規細胞内カルシウム放出機構 一酸化窒素依存的カルシウム放出：制御機構と神経機能への関与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柿澤 昌、山澤徳志子
  • 雑誌名: 日薬理誌 巻: 147 ページ: 194-199
  • DOI: 10.1254/fpj.147.194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chlorogenic acid, a polyphenol in coffee, protects neurons against glutamate neurotoxicity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mikami Y, Yamazawa T.
  • 雑誌名: Life Sci. 巻: 139 ページ: 69-74
  • DOI: 10.1016/j.lfs.2015.08.005. Epub 2015 Aug 15.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Divergent Activity Profiles of Type 1 Ryanodine Receptor Channels Carrying Malignant Hyperthermia and Central Core Disease Mutations in the Amino-Terminal Region. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murayama T, Kurebayashi N, Yamazawa T, Oyamada H, Suzuki J, Kanemaru K, Oguchi K, Iino M, Sakurai T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10(6) ページ: e0130606
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0130606. eCollection 2015.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 第93回日本生理学会大会 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山澤德志子、中村直俊、佐藤真理、佐藤主税
  • 学会等名: 大気圧電子顕微鏡による分泌腺組織の水中観察
  • 発表場所: 札幌国際会議場 （北海道）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] 大気圧電子顕微鏡による唾液腺組織の水中観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山澤德志子、中村直俊、佐藤真理、佐藤主税
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2016-03-09 – 2016-03-11
• [学会発表] Correlation of molecular dynamics analysis and calcium signaling in mutant ryanodine receptors (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshiko Yamazawa, Takashi Murayama, Hideto Oyamada, Junji Suzuki, Nagomi Kurebayashi, Kazunori Kanemaru, Maki Yamaguch, Shigeru Takemori, Chikara Sato, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 60 th The Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: Los Angeles CA, USA
  • 年月日: 2016-02-27 – 2016-03-02
  • 国際学会
• [学会発表] 変異リアノジン受容体における分子動力学解析とカルシウムシグナル可視化解析の相関 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山澤 德志子, 村山 尚, 小山田 英人, 鈴木 純二, 呉林 なごみ, 金丸 和典, 山口 眞紀, 竹森 重, 小口 勝司, 櫻井 隆, 飯野 正光
  • 学会等名: 第53回生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県）
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
• [学会発表] 骨格筋の増殖・分化に及ぼすポリアミンの作用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山澤 德志子、大野 哲生、村山 尚、大城戸 真喜子、櫻井 隆、山口 眞紀
  • 学会等名: 第一回日本筋学会学術集会
  • 発表場所: 国立精神・神経センター （東京都）
  • 年月日: 2015-08-08 – 2015-08-08
• [学会発表] Functional analysis of type 1 ryanodine receptor carrying disease associated mutations. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiko Yamazawa, Takashi Murayama, Hideto Oyamada, Junji Suzuki, Nagomi Kurebayashi, Kazunori Kanemaru, Maki Yamaguchi, Shigeru Takemori, Masamitsu Iino.
  • 学会等名: "Muscle: Excitation-Contraction Coupling" Gordon Research Conference
  • 発表場所: Sunday River ME, USA
  • 年月日: 2015-05-31 – 2015-06-05
  • 国際学会