pH環境を感知するOGR1受容体ファミリーの作用機構と生体機能

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04641
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 岡島 史和 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (30142748)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 幸市 群馬大学, 生体調節研究所, 准教授 (00302498)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: プロトン / OGR1 / TDAG8 / GPR4 / 骨代謝 / ミクログリア / 樹状細胞 / T細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究では細胞外pH6～8を感知するOGR1ファミリープロトン感知性G蛋白共役受容体の機能に関して我々が作成した受容体欠損マウスを用いた研究を中心に解析した。また、今後の創薬研究の基礎実験として、GPR4阻害薬の研究も実施した。その結果、以下の結果を得た。(1)GPR4阻害薬のcharacterization: イミダゾピリジン化合物のGPR4阻害薬としての特異性などを細胞レベルで調べたところ、この阻害薬はGPR4に特異的に作用すること、GPR4を介した細胞接着分子発現、受容体分子内移行を抑制することがわかった。(2) 骨代謝： 骨密度はOGR1欠損で増加していた。(3) 脳梗塞モデルとグリア細胞機能：中大脳動脈の脳梗塞モデルを用い、虚血再灌流後の変化を野生型マウス、TDAG8欠損マウスで評価した。その結果、ニッスル染色による梗塞部位の評価ではTDAG8欠損では虚血再還流後の傷害が増悪していた。従って、TDAG8は虚血再灌流モデルでは保護的に機能していると考えられた。(4) 腫瘍形成：化学発癌物質3’-methylcholanthrene (3-MCA)投与後の腫瘍のサイズを測定したが、残念ながら、TDAG8欠損では明らかな差を見いだすことが出来なかった。(5) 呼吸器炎症：卵白アルブミン（OVA）の感作、吸入刺激によるマウスの喘息モデルでOGR1が喘息の進展に関与している。そこで、OGR1受容体の樹状細胞における分化マーカー発現やCa2+シグナル，所属リンパ節への遊走活性を調べたところ、OGR1はおそらくCaシグナルを介して樹状細胞でのCCR7の発現を増加して，所属リンパ節への遊走に関与していることが推定された。また、T細胞にもOGR1が発現しており、Th2サイトカインの産生にもかかわっていることが推定された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

プロトン感知性受容体の阻害薬の特徴と今後の応用を視野にいれた研究では特異性の面で、今後の細胞、個体レベルでの利用の可能性があることが判明した。また、プロトン受容体マウスでの研究でも、骨代謝、脳梗塞モデル、呼吸器炎症モデルでは予定通りの結果が得られた。しかし、腫瘍モデルでは当初予定したTDAG8の効果を確定することはできなかった。

Strategy for Future Research Activity

今後は脳梗塞モデルでは炎症性サイトカイン産生の比較実験、内在性ミクログリアの関与を中心に、また、呼吸器では肺傷害モデルや喘息モデルでの解析系を用い、マクロファージや好中球の関与について調べる予定である。また、ミクログリアでのプロトン受容体の作用機構に関しても解析する。

Research Products

• [Journal Article] Two zebrafish G2A homologs activate multiple intracellular signaling pathways in acidic environment. (2016)
  • Author(s): Ichijo Y, Yuta Mochimaru Y, Azuma M, Satou K, Negishi J, Nakakura T, Oshima N, Mogi C, Sato K, Matsuda K, Okajima F, and Tomura H
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun Volume: 469 Pages: 81-86
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.11.075
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Omega-3 fatty acids induce Ca2+ mobilization responses in human colon epithelial cell lines endogenously expressing FFA4. (2015)
  • Author(s): Kim JM, Lee KP, Park SJ, Kang S, Huang J, Lee JM, Sato K, Chung HY, Okajima F, and Im DS
  • Journal Title: Acta Pharmacol. Sin. 36:813-820 (2015) Volume: 36 Pages: 813-820
  • DOI: 10.1038/aps.2015.29.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characterization of imidazopyridine compounds as negative allosteric modulators of proton-sensing GPR4 in extracellular acidification-induced responses. (2015)
  • Author(s): Tobo A, Tobo M, Nakakura T, Ebara M, Tomura H, Mogi C, Im DS, Murata N, Kuwabara A, Ito S, Fukuda H, Arisawa M, Shuto S, Nakaya M, Kurose H, Sato K, and Okajima F
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Pages: e0129334
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0129334
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Acidic environment augments FcεRI-mediated production of IL-6 and IL-13 in mast cells. (2015)
  • Author(s): Kamide Y, Ishizuka T, Tobo M, Tsurumaki H, Aoki H, Mogi C, Nakakura T, Yatomi M, Ono A, Koga Y, Sato K, Hisada T, Dobashi K, Yamada M, and Okajima F
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 464 Pages: 949-955
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.07.077
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Angiotensin II reduces lipoprotein lipase expression in visceral adipose tissue via phospholipase C β4 depending on feeding but increases lipoprotein lipase expression in subcutaneous adipose tissue via c-Src. (2015)
  • Author(s): Uchiyama T, Tomono S, Sato K, Nakamura T, Kurabayashi M, and Okajima F
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Pages: e0139638
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0139638.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 17(R)-resolvin D1 Ameliorates Bleomycin-induced Pulmonary Fibrosis in Mice (2015)
  • Author(s): Yatomi M, Hisada T, Ishizuka T, Koga Y, Ono A, Kamide Y, Seki K, Saito-Aoki H, Tsurumaki H, Sunaga N, Kaira K, Dobashi K, Yamada M, and Okajima F
  • Journal Title: Physiological Reports Volume: 3 Pages: e12628
  • DOI: 10.14814/phy2.12628
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Protective role of proton-sensing TDAG8 in lipopolysaccharide-induced acute lung injury. (2015)
  • Author(s): Tsurumaki H, Mogi C, Aoki-Saito H, Tobo M, Kamide Y, Yatomi M, Sato K, Dobashi K, Ishizuka T, Hisada T, Yamada M, and Okajima F
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 16 Pages: 28931-28942
  • DOI: 10.3390/ijms161226145.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] プロトン感知性受容体GPR4選択的阻害物質の特性解析：imidazopyridine化合物による負のアロステリック作用 (2015)
  • Author(s): 当房文香、佐藤幸市、当房雅之、茂木千尋、岡島史和
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会/第88回日本生化学会大会合同大会（BMB2015）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド （神戸市中央区港島中町6）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] 脳虚血再灌流モデルマウスの脳障害におけるプロトン感知性受容体TDAG8の役割 (2015)
  • Author(s): 佐藤幸市、当房文香、当房雅之、茂木千尋、岡島史和
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会/第88回日本生化学会大会合同大会（BMB2015）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド （神戸市中央区港島中町6）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] Proton regulates FcεRI-mediated cytokine production through enhancement of p38MAPK and Akt activation in mouse mast cells (2015)
  • Author(s): Hiroaki Tsurumaki, Youseke Kamide, Tamotsu Ishizuka, Akihiro Ono, Yasuhiko Koga, Takeshi Hisada, Kunio Dobashi, Fumikazu Okajima, Masanobu Yamada, Masami Yaniguchi
  • Organizer: The 25th Congress of Interasma Japan/North Asia
  • Place of Presentation: ホテルニューグランド(横浜市中区山下町10番地)
  • Year and Date: 2015-09-03 – 2015-09-04
  • Int'l Joint Research