一次繊毛局在型GPCRであるNPY2Rと5Rの機能解析

原代纤毛定位 GPCR NPY2R 和 5R 的功能分析

• 批准号: 21K06249
• 负责人: 小林 勇喜
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06249/
• 关键词: 一次繊毛; Gタンパク質共役型受容体; 神経ペプチドY; 摂食; ニューロペプチドＹ; NPY2R; NPY5R; NPYR

一次繊毛は、血球細胞を除くほとんどの細胞が一本のみ保有するオルガネラであり、繊毛膜に発現する受容体を介して細胞外環境を検知するセルセンサーとして働く。作用機序に謎は多いが、その攪乱は肥満など様々な疾患と結びつく。また、一次繊毛の根元には移行帯と呼ばれるバリア構造があり、繊毛内または膜へ輸送されるのは、幾つかのGタンパク質共役型受容体（GPCR）を含む限られた分子のみである。これまで生命現象の根幹を担う細胞内シグナルの解析は、細胞膜上に発現した受容体を介して研究が進められてきた。これは、培養細胞作出の過程でほとんどの細胞の一次繊毛が退化してしまうことに起因する。しかし近年、摂食に関与する複数のGPCRが細胞膜ではなく、一次繊毛膜特異的に発現するという報告がなされた。そこで申請者は、一次繊毛局在型GPCRの生理機能を真に解明するためには、「一次繊毛という特異なオルガネラに局在する受容体の特徴的なシグナル経路」を明らかにすることの重要性を提唱する。本申請では、一次繊毛を保有する特殊な培養細胞を用いて、強力な摂食調節機構を仲介する一次繊毛局在型GPCRである神経ペプチドY受容体（NPY2Rと5R）の解析を通して、摂食・エネルギー代謝機構解明のブレイクスルーを目指した。２年目である本年度は、繊毛縮退経路の一部を明らかにした2Rに着目し、縮退に関する候補遺伝子をRNAseqにより解析すると共に、2Rをマウス脳で検出可能な抗体のセレクションを試みた。

原发性纤毛是细胞器，除血细胞以外的大多数细胞仅携带一个细胞器，并且充当细胞传感器，可通过在纤毛膜上表达的受体检测细胞外环境。关于作用机理有许多谜团，但这些干扰可能与肥胖症等多种疾病有关。此外，原代纤毛的根包含称为过渡区的屏障结构，只有数量有限的分子，包括在纤毛内或膜中运输的几个G蛋白偶联受体（GPCR）。到目前为止，已经通过在细胞膜上表达的受体进行了扮演生命现象根源的细胞内信号的分析。这是因为在培养细胞的产生过程中，大多数细胞的原发性纤毛变性。但是，近年来，据报道，参与进食的多个GPCR在原发性纤毛膜而不是在细胞膜中特别表达。因此，申请人提出了阐明“位于名为主要纤毛的独特细胞器中的受体特征信号途径”的重要性，以便真正阐明原发性纤毛局部GPCR的生理功能。该应用的目的是通过分析神经肽Y受体（NPY2R和5R）来阐明喂养和能量代谢机制，这是一种主要的纤毛局部GPCR，该GPCR介导了使用携带原代纤毛的特殊培养细胞介导强大的喂养调节机制。今年，第二年，我们专注于2R，该2R揭示了纤毛变性途径的一部分，并使用RNASEQ分析了候选基因进行变性，并试图选择可以在小鼠大脑中检测2R的抗体。

项目成果

1 次繊毛膜上のドーパミン受容体５（DR5）を介したシグナルは DR5 を 1 次繊毛から排出させる

通过初级纤毛膜上的多巴胺受体 5 (DR5) 发出的信号导致 DR5 从初级纤毛中排出。

• 发表时间: 2022
• 作者: 永 優希;斎藤 祐見子;小林 勇喜
• 通讯作者: 小林 勇喜

拘束ストレス負荷に伴うマウスの行動と 1 次繊毛の変化

与约束应力负荷相关的小鼠行为和初级纤毛的变化

• 发表时间: 2023
• 作者: 位田瑞実;星野敦;太田垣駿吾;松本省吾;白武勝裕;髙橋凜太朗 ， 水野愛香 ， 斎藤祐見子 ， 小林勇喜
• 通讯作者: 髙橋凜太朗 ， 水野愛香 ， 斎藤祐見子 ， 小林勇喜

中枢性一次繊毛局在型GPCR (MCHR1)を基盤とするトランスクリプトーム解析－繊毛ダイナミクスを制御する新規責任分子の同定

基于中央初级纤毛定位 GPCR (MCHR1) 的转录组分析 - 识别控制纤毛动力学的新型负责分子

• 发表时间: 2021
• 作者: Yumiko Saito;Tatsuo Miyamoto;Yuko Sekino;Tomoaki Shirao;Noriko Koganezawa;Yuki Kobayashi
• 通讯作者: Yuki Kobayashi

Handbook of Hormones Comparative Endocrinology for Basic and Clinical Research (2nd Edition)

基础和临床研究激素比较内分泌学手册（第二版）

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Takei;H. Ando;K. Tsutsui (eds.) 小林勇喜：2セクション執筆
• 通讯作者: K. Tsutsui (eds.) 小林勇喜：2セクション執筆

拘束ストレス負荷に対するマウス脳神経細胞における 1 次繊毛の応答

小鼠脑神经元初级纤毛对约束应力负荷的反应

• 发表时间: 2023
• 作者: 高橋 凛太朗;斎藤 祐見子;小林 勇喜
• 通讯作者: 小林 勇喜