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2015 年度 実績報告書

創薬標的としてのカルシウム依存性イオンチャネル機能複合体群の分子薬理学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26293021
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 山村 寿男  名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (80398362)
鈴木 良明  名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (80707555)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード薬理学 / 薬学 / 生体分子 / 生理学 / 生物物理 / イオンチャネル / カルシウムシグナリング / イメージング
研究実績の概要

① Ca2+活性化Cl-(ClCa)チャネルの生理機能とCa2+正帰還制御機構への関与の可能性解明:気道上皮繊毛細胞において、TMEM16AおよびBのmRNA発現を見出した。細胞膜電位及び細胞内Ca2+濃度測定を行った所、非選択的Cl-チャネル阻害薬であるニフルミ酸やTMEM16A阻害薬によって細胞膜電位の過分極や細胞内Ca2+濃度の上昇が起こった。また、これらの阻害薬により繊毛運動も亢進したことからTMEM16A及びBが細胞膜電位と細胞内Ca2+濃度の制御を介して繊毛運動をコントロールする可能性が示唆された。
②軟骨細胞における正帰還Ca2+制御機構の異常と細胞機能の関連の解明:低浸透圧刺激による細胞膨張後に起こる容積の減少(Regulatory volume decrease: RVD)において、ClCチャネルを介した細胞外へのCl-輸送が重要な役割を担う。そこで我々は、軟骨モデル細胞(OUMS-27)を用いて低浸透圧感受性電流に対するClCファミリーの寄与を調べた。siRNAによるノックダウン実験から、ClC-3が低浸透圧感受性電流の主要な成分の1つであることが明らかになった。一方、容量依存性アニオンチャネルの分子実体として近年報告されたLRRC8AのmRNA発現は、ヒト軟骨組織及びOUMS-27 では検出されなかった。
③一連の研究過程でOUMS-27よりBKチャネルの新規スプライスバリアント体(BKαΔe2)を発見した。詳細な解析から、BKαΔe2がストイキオメトリー依存的にBKチャネル機能を抑制することを明らかにした。また、OUMS-27に対してBKαΔe2のsiRNAを処置したところヒスタミンによって誘発されるCOX2発現が上昇した。この結果はBKαΔe2が、BKチャネル活性による正帰還Ca2+制御機構を抑制していることを示唆している。更に、BKαΔe2のmRNA発現は平滑筋組織にも認められ、BKチャネルの普遍的な抑制因子であること考えられた。

現在までの達成度 (区分)
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

①気道上皮繊毛細胞におけるTMEM16AおよびBのmRNA・タンパク質・機能発現を見出した。さらに、これらの阻害薬により繊毛運動も亢進したことからTMEM16A及びBが細胞膜電位と細胞内Ca2+濃度の制御を介して繊毛運動をコントロールする可能性を明らかにした。
②軟骨細胞における低浸透圧感受性電流の分子実体の1つとして、ClC-3であることが明らかになった。
③OUMS-27より単離したBKチャネルの新規スプライスバリアント体(BKαΔe2)が、ストイキオメトリー依存的という新規の抑制機構を示すことを明らかにした。これにより、BKαΔe2は定常的にBKチャネルによる正帰還Ca2+制御機構を抑制すると考えられる。更に、BKαΔe2のmRNA発現は平滑筋組織にも見られ、BKチャネルの普遍的な抑制因子であること考えられた。現在論文投稿中である。

今後の研究の推進方策

①気道上皮繊毛細胞におけるTMEM16AおよびBの発現及び機能を、定量的PCR法やウエスタンブロット法などにより定量的に行う。特にパッチクランプ法による機能解析で得られた結果は、これまでに報告されているTMEM16A及びBの性質と異なるものであった。細胞内Ca2+濃度などの測定条件を改良して電流特性を明らかにする。
②変形性関節症モデル動物を作製し、各種K+チャネル及びCl-チャネルの発現変化を解析する。特に、低浸透圧感受性電流や、ヒスタミンなどのアゴニスト刺激によって起こる細胞内Ca2+濃度変化を記録し、正帰還Ca2+制御機構の変化を明らかにする。また、In vitroの系を用いて、IL-1βやTNF-αなどの炎症性サイトカインによる発現変化も明らかにする。
③H27年度では、非興奮性細胞における機能分子複合体の解析に取り組むことができなかった。最近になって、シナプトタグミンやジャンクトフィリンなどの分子が細胞膜と小胞体を結びつける分子として報告された。そこで、H28年度では軟骨細胞や血管内皮細胞などの非興奮性細胞を用いて、これらの分子が機能分子複合体を形成し得るか、蛍光イメージング法やノックダウン実験などにより明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

H27年度の途中に、1分子イメージングで使用する全反射蛍光顕微鏡のレーザーユニット及び自動シャッター制御システムが故障した。これらの新規導入のため、次年度に予算を繰り越した。

次年度使用額の使用計画

全反射蛍光顕微鏡のレーザーユニット及び自動シャッター制御システムの新規導入費用として使用する。

  • 研究成果

    (39件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] カルガリー大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      カルガリー大学
  • [雑誌論文] Modulation of Ca2+ oscillation and melatonin secretion by BKCa channel activity in rat pinealocytes.2016

    • 著者名/発表者名
      Mizutani H, Yamamura H, Muramatsu M, Hagihara Y, Suzuki Y, Imaizumi Y.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Cell Physiol.

      巻: 310(9) ページ: C740-7

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00342.2015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein-coupled fluorescent probe to visualize potassium ion transition on cellular membranes.2016

    • 著者名/発表者名
      Hirata T, Terai T, Yamamura H, Shimonishi M, Komatsu T, Hanaoka K, Ueno T, Imaizumi Y, Nagano T, Urano Y.
    • 雑誌名

      Anal Chem

      巻: 88(5) ページ: 2693-700

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.5b03970

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of store-operated Ca2+ entry activity by cell cycle dependent up-regulation of Orai2 in brain capillary endothelial cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Kito H, Yamamura H, Suzuki Y, Yamamura H, Ohya S, Asai K, Imaizumi Y.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 459(3) ページ: 457-62

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.02.127

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Orai1-Orai2 complex is involved in store-operated calcium entry in chondrocyte cell lines.2015

    • 著者名/発表者名
      Inayama M, Suzuki Y, Yamada S, Kurita T, Yamamura H, Ohya S, Giles WR, Imaizumi Y.
    • 雑誌名

      Cell Calcium

      巻: 57(5-6) ページ: 337-47

    • DOI

      10.1016/j.ceca.2015.02.005

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The ClC-7 chloride channel is downregulated by hypoosmotic stress in human chondrocytes.2015

    • 著者名/発表者名
      Kurita T, Yamamura H, Suzuki Y, Giles WR, Imaizumi Y.
    • 雑誌名

      Mol Pharmacol

      巻: 88(1) ページ: 113-20

    • DOI

      10.1124/mol.115.098160

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New light on ion channel imaging by total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamamura H, Suzuki Y, Imaizumi Y.
    • 雑誌名

      J Pharmacol Sci

      巻: 128(1) ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2015.04.004

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 低浸透環境下で発現低下する軟骨細胞ClC-7クロライドチャネル2015

    • 著者名/発表者名
      山村寿男、栗田卓、鈴木良明 今泉祐治
    • 雑誌名

      臨床薬理の進歩

      巻: 36 ページ: 21-31

  • [学会発表] Two-pore-domain K+チャネル TASK1、TALK2 のヘテロ 2 量体形成の解明2016

    • 著者名/発表者名
      堤香菜子、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-29
  • [学会発表] 軟骨細胞株における新規BK チャネルスプライスバリアント体の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木良明、大矢進、山村寿男、Wayne R. Giles、今泉祐治
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-27
  • [学会発表] ヒト由来軟骨肉腫細胞株 (OUMS-27) における容量依存性 Cl−チャネルの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      山田啓史、栗田卓、山村寿男、鈴木良明、今泉祐治
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-27
  • [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チャネルの発現低下2016

    • 著者名/発表者名
      山村寿男、近藤るびい、古川奈美、鈴木良明、今泉祐治
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-27
  • [学会発表] 一発の活動電位により細胞死を引き起こす改変遺伝子導入培養細胞系を用いたK2Pチャ ネル作用薬の新規スクリーニング法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      川﨑桂輔、藤井将人、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-11
  • [学会発表] ウシ脳血管内皮細胞において低酸素培養はKir2.1発現上昇を介してストア作動性Ca2+流入を増大させる2016

    • 著者名/発表者名
      山村英斗、鈴木良明、山村寿男、浅井清文、今泉祐治
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-11
  • [学会発表] 小胞体-ミトコンドリア機能連関と平滑筋カルシウムシグナリング2016

    • 著者名/発表者名
      山村寿男、川崎桂輔、鈴木良明、今泉祐治
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-11
  • [学会発表] TMEM16AとTMEM16Bによって構成されるヘテロCa2+活性化Cl-チャネルの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      萩原由実子、山村寿男、西村歌織、鈴木良明、今泉祐治
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-09
  • [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チャネルの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      古川奈美、山村寿男、鈴木良明、今泉祐治
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-09
  • [学会発表] 気管支平滑筋におけるBKγサブユニットによるBKCaチャネル機能制御機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      野田さゆり、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-09
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞のカベオラ・Ca2+マイクロドメインを介したジャンクトフィリン2と大コンダクタンスCa2+活性化K+チャネルとの分子間相互作用の解明2016

    • 著者名/発表者名
      佐伯尚紀、鈴木良明、山村寿男、竹島浩、今泉祐治
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-09
  • [学会発表] マウス気道上皮繊毛細胞における繊毛運動制御に対するCl-チャネル活性の寄与2016

    • 著者名/発表者名
      山田茜、大羽輝弥、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-09
  • [学会発表] 大コンダクタンスCa2+活性化K+(BK)チャネルのエクソン2の役割2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木良明、大矢進、山村寿男、Wayne R. Giles、今泉祐治
    • 学会等名
      酸素生物学・ダイイングコード合同若手会議
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-01-26 – 2016-01-28
  • [学会発表] 平滑筋Ca2+マイクロドメインにおけるMitofusinの生理機能と病態での変化2016

    • 著者名/発表者名
      川崎桂輔、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      酸素生物学・ダイイングコード合同若手会議
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-01-26 – 2016-01-28
  • [学会発表] 低酸素培養下におけるウシ脳血管内皮細胞はKir2.1発現上昇を介してストア作動性Ca2+流入を増大させる2016

    • 著者名/発表者名
      山村英斗、鈴木良明、山村寿男、浅井清文、今泉祐治
    • 学会等名
      酸素生物学・ダイイングコード合同若手会議
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-01-26 – 2016-01-28
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞のカベオラ・Ca2+マイクロドメインにおけるジャンクトフィリン2機能の解明2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯尚紀、鈴木良明、山村寿男、竹島浩、今泉祐治
    • 学会等名
      第25回日本循環薬理学会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2015-12-04
  • [学会発表] イオンチャネル標的創薬のための新規スクリーニング系実用化2015

    • 著者名/発表者名
      川崎桂輔、藤井将人、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第6回スクリーニング学研究会
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      2015-11-27
  • [学会発表] 気管支平滑筋におけるCa2+活性化K+チャネル新規修飾サブユニット機能の解明2015

    • 著者名/発表者名
      野田さゆり、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第128回 日本薬理学会近畿部会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-11-20
  • [学会発表] Kir2.1による低酸素培養下での脳血管内皮細胞のCa2+動態制御2015

    • 著者名/発表者名
      山村英斗、鈴木良明、山村寿男、浅井清文、今泉祐治
    • 学会等名
      第128回 日本薬理学会近畿部会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-11-20
  • [学会発表] 血管平滑筋の筋張力制御因子とジャンクトフィリン2の分子間相互作用の解明2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯尚紀、鈴木良明、山村寿男、竹島浩、今泉祐治
    • 学会等名
      心血管膜輸送研究会2015「心臓・血管系の包括的な機能統合研究」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-30
  • [学会発表] 低酸素培養による脳血管内皮細胞のCa2+動態変化に対するKir2.1の寄与2015

    • 著者名/発表者名
      山村英斗、鈴木良明、山村寿男、浅井清文、今泉祐治
    • 学会等名
      心血管膜輸送研究会2015「心臓・血管系の包括的な機能統合研究」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-30
  • [学会発表] 低酸素刺激による脳血管内皮細胞のCa2+動態変化に対するKir2.1の寄与2015

    • 著者名/発表者名
      山村英斗, 鈴木良明, 山村寿男, 浅井清文, 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2015
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-08-29
  • [学会発表] ジャンクトフィリン2の血管平滑筋Ca2+マイクロドメイン形成への関与と大コンダクタンスCa2+活性化K+チャネルに対する分子修飾の解明2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯尚紀、鈴木良明、山村寿男、竹島浩、今泉祐治
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2015
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2015-08-27
  • [学会発表] 門脈圧亢進症モデルマウスの門脈平滑筋細胞におけるTMEM16Aの発現解析2015

    • 著者名/発表者名
      山村寿男、近藤るびい、古川奈美、鈴木良明、今泉祐治
    • 学会等名
      第57回日本平滑筋学会総会
    • 発表場所
      宇部
    • 年月日
      2015-08-26
  • [学会発表] 気管支平滑筋におけるCa2+活性化K+チャネル新規修飾サブユニットの生理機能解明2015

    • 著者名/発表者名
      野田さゆり、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第57回日本平滑筋学会総会
    • 発表場所
      宇部
    • 年月日
      2015-08-26
  • [学会発表] 軟骨細胞モデルにおけるCl-チャネル(ClC-7)と変形性関節症の関連2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木良明、栗田卓、山村寿男、Wayne R. Giles、今泉祐治
    • 学会等名
      第23回クリニカルファーマシーシンポジウム医療薬学フォーラム2015、2015年7月5日(名古屋); P-136.
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-07-05
  • [学会発表] 気管支平滑筋機能に対する新規Ca2+活性化K+チャネル修飾サブユニットの役割2015

    • 著者名/発表者名
      野田さゆり、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第23回クリニカルファーマシーシンポジウム医療薬学フォーラム2015
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-07-05
  • [学会発表] 血管平滑筋におけるmitofusinの カルシウムマイクロドメイン形成への関与2015

    • 著者名/発表者名
      川崎桂輔、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第127回日本薬理学会近畿部会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2015-06-25
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞におけるジャンクトフィリン2によるシグナルドメイン形成への寄与2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯尚紀、鈴木良明、山村寿男、今泉祐治
    • 学会等名
      第127回日本薬理学会近畿部会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2015-06-25
  • [学会発表] Orai1-Orai2 complex is involved in store-operated calcium entry in chondrocyte cell line2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamada, Munenori Inayama, Yoshiaki Suzuki, Takashi Kurita, Hisao Yamamura, Susumu Ohya, Wayne R. Giles, Yuji Imaizumi
    • 学会等名
      TRPs and SOCs -Unconventional Ca2+ Physiology
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2015-06-04 – 2015-06-05
    • 国際学会
  • [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

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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