プロトンチャネルノックアウトマウスを用いた摂食中枢機構の維持とその破綻の理解

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: 脳内環境：恒常性維持機構とその破綻
• 研究課題/領域番号: 26111712
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡村 康司 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80201987)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: イオンチャネル / ミクログリア / グリア細胞 / 活性酸素

研究実績の概要

本研究では、我々が見出している「6ヶ月齢程からの加齢と共に雌マウスで肥満が生じる」という特徴を持つ、VSOP/Hv1欠損マウスに着目し、老化に伴う肥満形成が生じるメカニズムについて、新たな知見をみいだすことを目的とした。VSOP/Hv1は脳内ではミクログリア特異的に発現するため、VSOP/Hv1のミクログリアにおける機能を詳細に解析した。初代培養ミクログリアにおいてsuperoxide anionの産生をPMA刺激により誘導し、Diogeneにより定量したところ、先行論文での知見とは逆に、VSOP/Hv1ノックアウトマウスでは優位に産生量が増えることが示された。好中球やマクロファージなどでのVSOP/Hv1の機構とは異なる機構により制御されている可能性が示唆された。またミクログリアでのVSOP/Hv1の細胞内局在を詳細に検討した結果、細胞膜の周辺部、とくに接着部位に多く分布することが示された。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ミクログリアにおけるHv1の活性酸素産生制御機構について、先行論文での知見とは異なる結果が得られ、あらたなプロトンチャネルの生理機能が見いだされる可能性が生じたため。

今後の研究の推進方策

このようなミクログリアでのVSOP/Hv1による活性酸素産生機構について、アクチン形成との関係を明らかにし、VSOP/Hv1による活性酸素産生の抑制機構と週齢に伴う酸化ストレスとの関係を調べる計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of unsaturated fatty acids on the kinetics of voltage-gated proton channels heterologously expressed in cultured cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Kawanabe, Yasushi Okamura
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: 594(3) ページ: 595-610
  • DOI: 10.1113/JP271274
  • 査読あり
• [雑誌論文] The voltage-gated proton channel Hv1/VSOP inhibits neutrophil granule release (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshifumi Okochi, Yasuaki Aratani, Hibret A. Adissu, Nami Miyawaki, Mari Sasaki, Kazuo Suzuki, Yasushi Okamura
  • 雑誌名: J. Leukocyte Biol. 巻: 99(1) ページ: 7-19
  • DOI: 10.1189/jlb.3HI0814-393R
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Direct Interaction between the Voltage-sensors Produces Cooperative Sustained Deactivation in Voltage-gated H+ Channel Dimers (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Okuda, Yasushige Yonezawa, Yu Takano, Yasushi Okamura, Yuichiro Fujiwara
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 291(11) ページ: 5935-47
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.666834
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電位依存性プロトンチャネルにおけるプロトン透過機構について (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司
  • 雑誌名: 生物物理 巻: - ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gating mechanisms of voltage-gated proton channels (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Okamura, Yuichiro Fujiwara, Sohei Sakata
  • 雑誌名: Annu. Rev. Biochem. 巻: 84 ページ: 685-709
  • DOI: 10.1146/annurev-biochem-060614-034307
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電位依存性プロトンチャネル（VSOP）の結晶 構造から考察するプロトン漏洩制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹下 浩平，岡村 康司，中川 敦史
  • 雑誌名: 生化学 巻: 87-5 ページ: 625-628
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2015.870625
  • 査読あり
• [学会発表] 好中球の走化性における電位依存性プロトンチャネルの役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大河内善史、岡村康司
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] 非天然アミノ酸Anapで検出された電位センサーの動き (2016)
  • 著者名/発表者名: 筒井秀和、神野有香、坂田宗平、岡村康司
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Characterization of voltage-gated proton channel in zebrafish (2016)
  • 著者名/発表者名: Adisorn Ratanayota, Takafumi Kawai, Yasushi Okamura
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルの構造基盤の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鷹野優、近藤寛子、米澤康滋、木下賢吾、神取秀樹、岩城雅代、岡村康司、藤原祐一郎、川鍋陽、中川敦史
  • 学会等名: ライフサイエンスの革新を目指した構造生命科学と先端的基盤技術 研究領域 CREST 領域会議
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2015-11-21 – 2015-11-21
• [学会発表] Structural studies of the novel protein family working with cell membrane potential signal (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Nakagawa, Hirotaka Narita, Yasushi Okamura, Akira Kawanabe, Yuichiro Fujiwara, Hidekazu Tsutsui, Hideki Kandori, Masayo Iwaki, Yu Takano, Hiroko Kondo, Yasushige Yonezawa, Kengo Kinoshita
  • 学会等名: JST CREST-PREST joint international symposium- Structural Biological Dynamics: From Molecules to Life with 60 trillion Cells
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2015-11-05 – 2015-11-06
  • 国際学会
• [学会発表] 最小イオンチャネルHv1/VSOPによる貪食細胞の活性酸素産生の多重制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司
  • 学会等名: 日本バイオイメージング学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京都葛飾区
  • 年月日: 2015-09-28 – 2015-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] Metal binding to the voltage-gated proton channel VSOP studied by ATR-FTIR (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayo Iwaki, Kohei Takeshita, Yasushi Okamura, Atsushi Nakagawa and Hideki Kandori
  • 学会等名: The 53rd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: 石川県金沢市
  • 年月日: 2015-09-14 – 2015-09-14
  • 国際学会
• [学会発表] Mutation of a hydrophobic residue in S4 enhances the difference between monomeric and dimeric voltage-gated proton channels (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Kawanabe, Yasushi Okamura
  • 学会等名: The 53rd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: 石川県金沢市
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
  • 国際学会
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルによるミクログリア活性酸素産生の制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河合 喬文、大河内 善史、井村 誉史雄、崎村 建司、小泉 修一、岡村 康司
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-30
• [学会発表] Determinants of activation rate of voltage-gated proton channel revealed by chimeric constructs between two orthologs (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Okamura
  • 学会等名: TMMU Neuroscience Symposium : Ion Channels
  • 発表場所: 中華人民共和国、重慶
  • 年月日: 2015-06-30 – 2015-07-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fine tuning of neutrophil activities by the voltage-gated proton channel, Hv1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Okamura
  • 学会等名: The 5th International Ion Channel Conference
  • 発表場所: 中華人民共和国、濾州
  • 年月日: 2015-06-26 – 2015-06-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 電位センサー機能の多様性と共通原理について (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司
  • 学会等名: 分子研研究会「膜タンパク質内部のプロトン透過を考える」
  • 発表場所: 愛知県岡崎市
  • 年月日: 2015-04-20 – 2015-04-20
  • 招待講演
• [備考] 研究内容
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/phys2/okamura/research.html
• [備考] 電位依存性プロトンチャネルHv1/VSOPは好中球の脱顆粒を抑制する（生理学会サイエンストピックス）
  • URL: http://physiology.jp/science-topic/17882/