化学発光によるHCN4発現ニューロンの同定と、神経因性疼痛における機能の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26670292
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: 鷹野 誠 久留米大学, 医学部, 教授 (30236252)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 神経障害性疼痛 / 過分極誘発陽イオンチャネル / 脊髄

研究実績の概要

HCN4チャネルの発現部位をルシフェリンの化学発光を指標としてマクロスコピックに同定することに成功した。その所見に基づき、それぞれの部位で単一細胞レベルでの可視化・同定を試みた。脳・脊髄スライス標本では、HCN4発現ニューロンの発する化学発光が、周囲の組織によって散乱されることが障害となり、単一ニューロンレベルでの同定は容易ではなかった。酵素処理によってニューロンを単離した場合は、長時間露光により化学発光を同定することは可能であった。この問題を克服するために、新たにHCN4のpromoterによりテトラサイクリントランス活性化因子を発現する遺伝子改変マウスを入手し、テトラサイクリン応答配列によりGFPを発現する遺伝子改変マウスと交配することにより、HCN4発現ニューロンをGFPでも可視化することを試みた。その結果、化学発光の発現部位に一致して、GFP蛍光を持つニューロンを単一細胞レベルで容易に可視化・同定することに成功した。現在は脊髄後角のHCN4陽性ニューロンの電気生理学的特性の解析を継続している。

研究成果

• [雑誌論文] The hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels contain multiple S-palmitoylation sites. (2016)
  • 著者名/発表者名: Itoh M, Ishihara K, Nakashima N, Takano M.
  • 雑誌名: J Physiol Sci 巻: 66 ページ: 241-248
  • DOI: 10.1007/s12576-015-0420-5
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Clinical concentrations of local anesthetics bupivacaine and lidocaine differentially inhibit human Kir2.x inward rectifier K+ channels. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakahira K, Oshita K, Itoh M, Takano M, Sakaguchi Y, Ishihara K.
  • 雑誌名: Anesth Analg 巻: 122 ページ: 1038-1047
  • DOI: 10.1213/ANE.0000000000001137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuronal and glial expression of inward rectifier potassium channel subunits Kir2.x in rat dorsal root ganglion and spinal cord. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Yasaka T, Takano M, Ishihara K.
  • 雑誌名: Neurosci Lett 巻: 617 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2016.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Renal nerve-mediated erythropoietin release confers cardioprotection during remote ischemic preconditioning. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oba T, Yasukawa H, Nagata T, Kyogoku S, Minami T, Nishihara M, Ohshima H, Mawatari K, Nohara S, Takahashi J, Sugi Y, Igata S, Iwamoto Y, Kai H, Matsuoka H, Takano M, Aoki H, Fukumoto Y, Imaizumi T.
  • 雑誌名: Circ J 巻: 79 ページ: 1557-1567
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-14-1171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genotype-dependent differences in age of manifestation and arrhythmia complications in short QT syndrome. (2015)
  • 著者名/発表者名: Harrell DT, Ashihara T, Ishikawa T, Tominaga I, Mazzanti A, Takahashi K, Oginosawa Y, Abe H, Maemura K, Sumitomo N, Uno K, Takano M, Priori SG, Makita N.
  • 雑誌名: Int J Cardiol 巻: 190 ページ: 393-402
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2015.04.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] ペースメーカーチャネル(HCN)の病態生理. (2015)
  • 著者名/発表者名: 鷹野 誠
  • 雑誌名: 臨と研 巻: 92 ページ: 134-137
• [雑誌論文] Disturbance of cardiac gene expression and cardiomyocyte structure predisposes Mecp2-null mice to arrhythmias. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara M, Takahashi T, Mitsumasu C, Igata S, Takano M, Minami T, Yasukawa H, Okayama S, Nakamura K, Okabe Y, Tanaka E, Takemura G, Kosai K, Yamashita Y, Matsuishi T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 ページ: 11204
  • DOI: 10.1038/srep11204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of spontaneous activity by HCN4 overexpression in mouse embryonic stem cell-derived cardiomyocytes - a possible biological pacemaker. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Nakamura K, Yoshida M, Sugiyama H, Ohe T, Kurokawa J, Furukawa T, Takano M, Nagase S, Morita H, Kusano KF, Ito H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0138193
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0138193
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] HCN4過剰発現・ノックアウトマウスにおける洞房結節機能の変化. (2016)
  • 著者名/発表者名: 鷹野 誠, 小佐々優子, 武谷三恵, 中島則行, 石原圭子
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山市）
  • 年月日: 2016-04-26 – 2016-04-28
• [学会発表] Role of mucosa in generating spontaneous activity in the guinea pig seminal vesicle. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeya M, Hashitani H, Hayashi T, Nakamura K, Takano M
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Revisiting K+ dependence of conductance and gating of strong inward rectifier K+ channels. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishihara K, Itoh M, Igata S, Takano M.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] The role of pacemaker channel HCN4 against bradycardic response. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kozasa Y, Takeya M, Nakashima N, Ushijima K, Takano M.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Visualization of HCN4-expressing neurons with GFP using Tet-expression system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakashima N, Takano M
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Arrhythmogenic properties of rat pulmonary vein cardiomyocytes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Y, Takano M, Ono K.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] ペースメーカーチャネルHCN4の陰性変時作用における新たな機能. (2015)
  • 著者名/発表者名: 小佐々優子, 武谷三恵, 中島則行, 牛島一男, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第66回西日本生理学会
  • 発表場所: 久留米大学筑水会館(久留米市）
  • 年月日: 2015-10-09 – 2015-10-10
• [学会発表] ノックインマウスを使ったHCN4 発現ニューロンの可視化. (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島則行, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第66回西日本生理学会
  • 発表場所: 久留米大学筑水会館(久留米市）
  • 年月日: 2015-10-09 – 2015-10-10
• [学会発表] 内向き整流性カリウムチャネルのポアの開口には細胞外カリウムイオンの存在を必要としない. (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳（石原）圭子, 井形幸代, 伊藤政之, 鷹野 誠
  • 学会等名: 平成27年度生理学研究所研究会「膜システムの機能的・構造的統合」
  • 発表場所: 生理学研究所(岡崎）
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] モルモット精嚢平滑筋自動性における粘膜の役割. (2015)
  • 著者名/発表者名: 武谷三恵, 橋谷 光, 林 篤正, 中村桂一郎, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第57回日本平滑筋学会総会
  • 発表場所: 山口大学小串キャンパス（医学部）総合研究棟(山口）
  • 年月日: 2015-08-25 – 2015-08-27
• [学会発表] Controversy still goes on; lessons from HCN4 knock-out mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takano M, Kozasa Y, Takeya M, Ohshita K, Ito M, Ishihara K, Nakashima N.
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 30th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society and the 32nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Society of Electrocardiology
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(京都）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Atrial fibrillation and arrhythmogenic activities of pulmonary vein cardiomyocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ono K, Okamoto Y, Umehara S, Adachi T, Ohba T, Amano A, Takano M
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 30th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society and the 32nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Society of Electrocardiology
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(京都）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [備考] 久留米大学研究者紹介
  • URL: http://research.kurume-u.ac.jp/data.php?scode=14905632890988