Gq蛋白質共役型受容体と細胞内情報伝達の脱感作/再感作機構に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12672129
• Research Institution: MEIJI PHARMACEUTICAL UNIVERSITY
• Principal Investigator: 菱沼 滋 明治薬科大学, 薬学部, 助手 (70211505)
• Keywords: アストロサイトーマ細胞 / ヒスタミンH1受容体 / 脱感作 / 再感作 / 細胞内移行 / 受容体親和性 / カルモジュリン / CaMキナーゼII / カルシニューリン

Research Abstract

アゴニスト刺激に伴うGq蛋白質共役型ヒスタミンH_1受容体の脱感作/再感作機構として、ヒト・アストロサイトーマ細胞におけるH_1受容体の細胞内移行とCa^<2+>シグナリング系によるフィードバック制御機構について解析してきた。その結果、(1)H_1受容体をヒスタミンで刺激すると、受容体刺激に伴い活性化されたCa^<2+>/カルモジュリンが受容体の細胞内移行を阻害し、そのため受容体は細胞内Ca^<2+>濃度変化に呼応して細胞表面に維持されること、(2)このCa^<2+>/カルモジュリンによる細胞内移行抑制機構には、カルモジュリン依存性燐酸化/脱燐酸化酵素であるCaMキナ-ゼII/カルシニューリンは関与していないことが明らかとなった。当該研究では、アゴニスト刺激に伴うH_1受容体の親和性変化を解析し、(1)H_1受容体にはヒスタミンに対して高親和性及び低親和性の少なくとも二種類の結合部位(状態)が存在すること、(2)ヒスタミン刺激に伴い高親和性結合部位は低親和性結合部位に変換されること、(3)H_1受容体のヒスタミンに対する親和性変化の初期機構にはCaMキナーゼIIが関与するが、刺激後期の親和性変化にはCaMキナーゼIIは関与しないこと、(4)刺激後期のH_1受容体の親和性変化は受容体の細胞内移行によって誘発され、H_1受容体の細胞内移行が抑制された条件下では、受容体はヒスタミンに対して正常な結合能を有していること、(5)H_1受容体拮抗薬であるメピラミンの親和性は、受容体の細胞内移行によって影響を受けないこと、が判明した。即ち、刺激初期においては、細胞膜上のH_1受容体はCaMキナーゼIIによってアゴニストに対して低親和性状態となるが、刺激後期においては、細胞内Ca^<2+>濃度の低下によってH_1受容体の細胞内移行が開始するためH_1受容体のアゴニストに対する親和性が低下することが初めて明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Shigeru Hishinuma: "Agonist-mediated regulation of histamine H_1 receptors and Ca^<2+> signaling : Ca^<2+>/calmodulin-mediated regulation of receptor function and distribution"Histamine Research in the New Millennium. 409-410 (2001)
• [Publications] Shigeru Hishinuma: "Agonist-mediated regulation of the agonist affinity for Gq protein-coupled histamine H_1 receptors in human U373MG astrocytoma cells"Japanese Journal of Pharmacology. 85(Suppl.1). 167 (2001)
• [Publications] Shigeru Hishinuma: "Internalization-mediated regulation of the affinity of histamine for Gq protein-coupled histamine H_1 receptors in human U373 MG astrocytoma cells"Japanese Journal of Pharmacology. 88(Suppl.1). 211 (2002)