脳内中枢時計を標的とした生体リズム調整薬の開発：現代型不眠症・生活習慣病への挑戦

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26293013
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 土居 雅夫 京都大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (20432578)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 概日時計 / GPCR

研究実績の概要

生体時計Biological Clockは、地球の自転にともなう昼夜の規則正しい変動に基づき形成された、生命にとって最も根源的な「時間」の仕組みである。本研究では、生体リズムの異常によって生じる不眠症や生活習慣病の根本的な是正をめざし、中枢時計を標的とした中枢リズム調整薬の開発に取り組んでいる。当研究課題に対し、研究代表者はごく最近、生体リズムの最高位中枢として機能する視交叉上核ニューロンにおいてリズム調節能を有するオーファンGPCRを同定することに成功した（土居ら, 未発表）。GPCRは薬理学上最も重要でかつ効率のよいターゲットとして知られる分子群であり、そのリガンドを同定することは、これまで誰も知らなかった新たな生理機能の発見やその制御機構の解明につながる重要な研究である。オーファンGPCRのリガンド探索には未だ定法がなく、既存の方法論を用いて多くの研究者が精力的に探索を行ったにもかかわらず、いまだに非常に多くの受容体がリガンド不明（オーファン）のまま残されている。このような中、我々は初年度の研究計画を実施した結果、目的の受容体がリガンド非依存性の基礎活性を有するオーファンGPCRであることを明らかにした。興味深いことに、その活性は特定の細胞系においてのみ観察される。したがって、この細胞系を用いてリガンドアッセイ法を至適化することにより、リガンドスクリーニングを実施することができると考えられる。

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

オーファンGPCRのリガンドを同定するためには、受容体機能をとらえるための簡便なアッセイ系を樹立することが非常に重要である。このような中、我々は独自の工夫によって目的のオーファン受容体がリガンド非依存性の基礎活性を有することを明らかにすることができた。本系を利用すれば効率の良い安定なリガンド探索系を樹立することが可能であり、本研究の最終目標へ向けて非常に大きな一歩を踏み出すことができたと考えられる。

今後の研究の推進方策

現在得られつつあるリガンドアッセイ系を更に至適化し、目的のオーファン受容体に対するリガンドの検索を実施する。

研究成果

• [雑誌論文] 3ß-hydroxysteroid dehydrogenase isoforms in human aldosterone-producing adenoma (2015)
  • 著者名/発表者名: Konosu-Fukaya S, Nakamura Y, Satoh F, Ono Y, Felizola SJ, Ise K, Maekawa T, Takeda K, Katsu K, Fujishima F, Kasajima A, Watanabe M, Arai Y, Gomez-Sanchez EP, Gomez-Sanchez CE, Doi M, Okamura H, and Sasano H
  • 雑誌名: Mol. Cell. Endocrinol. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.mce.2014.10.008
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Steroidogenic enzymes, their related transcription factors and nuclear receptors in human sebaceous glands under normal and pathological conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Azmahani A, Nakamura Y, Felizola SJ, Ozawa Y, Ise K, Inoue T, McNamara KM, Doi M, Okamura H, Zouboulis CC, Aiba S, and Sasano H
  • 雑誌名: J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 巻: 144 ページ: 268-279
  • DOI: 10.1016/j.jsbmb.2014.07.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Angiotensin II triggers expression of the adrenal gland zona glomerulosa-specific 3 ß -HSD isoenzyme through de novo protein synthesis of the orphan nuclear receptors NGFIB and NURR1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ota T, Doi M, Yamazaki F, Yarimizu D, Okada K, Murai I, Hayashi H, Kunisue S, Nakagawa Y, and Okamura H
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol 巻: 34 ページ: 3880-3894
  • DOI: 10.1128/MCB.00852-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Isoform-specific monoclonal antibodies against 3 ß -hydroxysteroid dehydrogenase/ isomerase family provide markers for subclassification of human primary aldosteronism. (2014)
  • 著者名/発表者名: Doi M, Satoh F, Maekawa T, Nakamura Y, Fustin JM, Tainaka M, Hotta Y, Takahashi Y, Morimoto R, Takase K, Ito S, Sasano H, and Okamura H
  • 雑誌名: J. Clin. Endocrinol. Metab. 巻: 99 ページ: E257–E262
  • DOI: 10.1210/jc.2013-3279
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chronic hyperaldosteronism in Cryptochrome null mice induces high-salt- and blood pressure- independent kidney damage in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nugrahaningsih DAA, Emoto N, Vignon-Zellweger N, Purnomo E, Yagi K, Nakayama K, Doi M, Okamura H, and Hirata KI
  • 雑誌名: Hypertension Res. 巻: 37 ページ: 202-209
  • DOI: 10.1038/hr.2013.143
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Immunolocalization of murine type VI 3ß-hydroxysteroid dehydrogenase in the adrenal gland, testis, skin, and placenta (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamura K, Doi M, Hayashi H, Ota T, Murai I, Hotta Y, Komatsu R, and Okamura H
  • 雑誌名: Mol. Cell. Endocrinol. 巻: 382 ページ: 131-138
  • DOI: 10.1016/j.mce.2013.09.014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 時計遺伝子 Clock genes (2014)
  • 著者名/発表者名: 土居雅夫, 岡村均
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 249 ページ: 373
• [雑誌論文] 体内時計とアンギオテンシンIIにより制御される新規アルドステロン合成酵素と高血圧 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村均, 土居雅夫
  • 雑誌名: 最新医学 巻: 11月 ページ: 133-144
• [雑誌論文] 生体リズムと高血圧 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村均, 土居雅夫
  • 雑誌名: 循環Plus 巻: 14 ページ: 10-12
• [学会発表] Identification of a new class of GPCR signalling that tunes the central clock (2015)
  • 著者名/発表者名: Masao Doi
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Molecular Clock
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2015-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] A New Class of G-protein Signaling in the Suprachiasmatic Nucleus (2015)
  • 著者名/発表者名: Masao Doi
  • 学会等名: International Symposium on RNA and Clock 2015
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 2015-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] Stimulus-selective induction of the orphan nuclear receptor NGFIB underlies different influences of angiotensin II and potassium on the human adrenal zona glomerulosa 3ß-HSD isoform in H295R cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yarimizu, Masao Doi, Takumi Ota, and Hitoshi Okamura
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] Angiotensin II-regulatable cell-autonomous circadian oscillators in adrenocortical zona glomerulosa cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yarimizu, Masao Doi, Takumi Ota, Yuuki Nakagawa,and Hitoshi Okamura
  • 学会等名: 第21回日本時間生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-11-08
• [学会発表] 時間生物学の次世代を切り拓く新技術：植物からヒトまで (2014)
  • 著者名/発表者名: 明石真、土居雅夫
  • 学会等名: 第21回日本時間生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-11-08
• [学会発表] Atlas of circadian clock gene expression in the body (2014)
  • 著者名/発表者名: Masao Doi and Hitoshi Okamura
  • 学会等名: 平成26年度 自然科学研究機構 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2014-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] 時計遺伝子のその先にあるもの：視交叉上核神経ネットワークがつくる哺乳類の時計機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 本間さと、土居雅夫
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Agonist-independent basal activity of G-protein coupled receptor GPRS leads to reduced intracellular cAMP levels. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumihiro Kunisue, Masao Doi, and Hitoshi Okamura
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 生体リズム異常に伴う高血圧発症メカニズム －原発性アルドステロン症の原因診断学の再構築を目指して－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 土居雅夫
  • 学会等名: 第9回神戸生活習慣病研究会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] 原発性アルドステロン症の病態鑑別を可能にするヒト3β-HSD酵素サブタイプ選択的モノクローナル抗体の樹立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土居雅夫、中村保宏、佐藤文俊、笹野公伸、岡村均
  • 学会等名: 第32回内分泌代謝学サマーセミナー
  • 発表場所: 河口湖
  • 年月日: 2014-07-11
• [学会発表] 核内オーファン受容体NGFIBの新規合成を介したAngiotensinIIによる副腎球状層特異的3β-HSDアイソザイムの発現誘導メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 鑓水大介、土居雅夫、太田拓巳、岡村均
  • 学会等名: 第32回内分泌代謝学サマーセミナー
  • 発表場所: 河口湖
  • 年月日: 2014-07-11
• [学会発表] The gene encoding the type I 3ß-hydroxysteroid dehydrogenase is acutely induced by Angiotensin II through orphan nuclear receptor NGFIB signaling in human adrenocortical H295R cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takumi Ota, Masao Doi, and Hitoshi Okamura
  • 学会等名: The 8th SKO Joint Symposium on Biology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2014-06-10
• [学会発表] Mechanism of circadian transcription of clock core gene Per2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuta Atobe, Masao Doi, and Hitoshi Okamura
  • 学会等名: The 8th SKO Joint Symposium on Biology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2014-06-10
• [学会発表] Isoform-specific monoclonal antibodies against 3ß-hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase family provide markers for subclassification of human primary aldosteronism. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hida Hayashi, Masao Doi, and Hitoshi Okamura
  • 学会等名: The 7th International Aldosterone Forum in Japan
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-05-31
• [学会発表] Angiotensin II triggers transcription of the adrenal gland zona glomerulosa-specific 3ß-HSD isoenzyme through de novo synthetic NGFIB pathway. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takumi Ota, Masao Doi, and Hitoshi Okamura
  • 学会等名: The 7th International Aldosterone Forum in Japan
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-05-31
  • 招待講演
• [学会発表] 生体リズム異常に伴う高血圧発症メカニズム －原発性アルドステロン症の原因診断学の再構築を目指して－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 土居雅夫, 岡村均
  • 学会等名: 第87回日本内分泌学会学術総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-04-26
  • 招待講演
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/system-biology/doimasao/
• [産業財産権] 原発性アルドステロン症の検出方法及びモノクローナル抗体 (2015)
  • 発明者名: 岡村均, 土居雅夫, 佐藤文俊, 笹野公伸, 森本玲ら
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願2014-539773
  • 出願年月日: 2015-03-27