活性酸素によって活性化されるCa^<2+>channelの生理的役割の解明

活性氧激活Ca^2+通道的生理作用的阐明

• 批准号: 14771300
• 负责人: 西田 基宏
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Kyushu University (2003)Okazaki National Research Institutes (2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14771300/
• 关键词: 受容体活性化チャネル; Ca2+チャネル; 活性酸素; Ca2+オシレーション; ホスホリパーゼC; 遺伝子; 細胞・組織; 生体分子; 生理学; 薬理学

本研究では、受容体活性化Ca^<2+>チャネル(TRP)の活性化機構および生理的意義の解明を目標として研究を進めてきた。(1)受容体刺激により細胞内で生成される活性酸素種(ROS)や活性窒素種(RNS)は、数百nMから多くて数μM程度に及ぶ。このROS/RNSによって直接的に酸化修飾を受け活性化されるTRPチャネルが存在することを見出した(論文投稿中)。この結果は、我々が昨年報告したTRPM2(Hara et al.,Mol.Cell,2002)とは異なる機構で開口活性化されることを意味するものであり、TRPM2活性化による細胞死誘導とは異なる生理的役割を有するものと考えられる。(2)非興奮性細胞において、受容体刺激によって引き起こされる持続的なCa^<2+>振動(オシレーション)は、受精や細胞増殖・遺伝子発現において非常に重要な役割を果たしている。しかし、Ca^<2+>オシレーションの発生メカニズムは古くからの謎とされてきた。私達のグループが新たに開発したイノシトール1,4,5-三リン酸(IP_3)検出蛍光プローブを用いて、受容体刺激による細胞内Ca^<2+>動態と細胞内IP_3動態を経時的に解析した。その結果、受容体刺激によって惹起されるCa^<2+>流入がホスホリパーゼCγ2(PLCγ2)の膜集積を引き起こし、活性化されたPLCγ2が持続的にIP_3を産生することがわかった。さらに、Ca^<2+>流入を担う分子実体がTRPチャネル(TRPC3)であること、TRPC3とPLCγ2が恒常的に結合していることを明らかにした。これまで受容体刺激で引き起こされるCa^<2+>流入が直接的に、持続的なCa^<2+>オシレーションを発生させると考えられてきたが、本研究により、Ca^<2+>流入に依存したIP_3産生による細胞内Ca^<2+>ストアーからのCa^<2+>放出こそが、オシレーションの発生に重要であることが明らかとなった。また、この知見は、TRPチャネルを中心としたシグナルタンパク質複合体形成のもつ、生理的意義を示した初めての報告である。

The purpose of this study is to clarify the physiological significance of receptor activation Ca^<2+> complex (TRP). (1)The intracellular production of ROS and RNS in response to volume stimulation was reduced to several hundred nM or several μM. The direct acidification modification of ROS/RNS is activated and TRP generation exists. TRPM2(Hara et al., Moll. Cell, 2002). The mechanism of cell death induction by TRPM2 activation is related to the physiological mechanism of cell death induction. (2)Non-excitatory cells are stimulated by the presence of Ca^<2+>, which is very important for the development of cells, fertilization and reproduction. The development process of Ca^<2+> is very complicated. The analysis of intracellular Ca <2+> dynamics during the development of IP_3-induced apoptosis As a result, Ca^<2+> influx was induced by the stimulation of the volume, and the membrane accumulation of Cγ2(PLCγ2) was induced and activated. In addition, the influx of Ca^<2+> into the molecular reality of TRP CCICHEL (TRPC3) can be seen clearly, and the constant combination of TRPC3 and PLCγ2 can be seen clearly. This study shows that Ca ^<2 +> influx is dependent on IP_3 production and Ca^<2+> release is important for the development of intracellular Ca^<2 +> efflux. This paper presents the physiological significance of TRP cluster formation.

项目成果

Sugimoto K, Nishida M, Otsuka M, Ohkubo K, Mori Y, Morii T: "Novel real time sensors to quantitatively assess in vivo inositol 1,4,5-trisphosphate production in intact cells"Chemistry & Biology. in press. (2004)

Sugimoto K、Nishida M、Otsuka M、Ohkubo K、Mori Y、Morii T：“定量评估完整细胞体内肌醇 1,4,5-三磷酸产量的新型实时传感器”化学

西田基宏, 原雄二, 井上隆司, 森泰生: "TRPチャネルを中心としたシグナル複合体形成と細胞の増殖・死の制御"日本薬理学雑誌. 121巻4号. 223-232 (2003)

Motohiro Nishida、Yuji Hara、Takashi Inoue、Yasuo Mori：“以 TRP 通道为中心的信号复合物的形成以及细胞增殖和死亡的控制”《日本药理学杂志》第 121 卷，第 4 期。223-232 (2003)。

Arai K, Maruyama Y, Nishida M, Tanabe S, Kozasa T, Mori Y, Nagao T, Kurose H: "Endothelin-1-induced MAPK activation and cardiomyocyte hypertrophy are mediated by Gα12 and Gα13 as well as Gαq and Gβγ subunits."Molecular Pharmacology. 63(3). 478-488 (2003)

Arai K、Maruyama Y、Nishida M、Tanabe S、Kozasa T、Mori Y、Nagao T、Kurose H：“内皮素 1 诱导的 MAPK 激活和心肌细胞肥大是由 Gα12 和 Gα13 以及 Gαq 和 Gβγ 亚基介导的。”分子药理学。63(3)。

Nishida M, Schey KL, Takagahara S, Kontani K, Katada T, Urano Y, Nagano T, Nagao T, Kurose H: "Activation mechanism of G_i and G_o by reactive oxygen species"J. Biol. Chem.. 277. 9036-9042 (2002)

Nishida M，Schey KL，Takagahara S，Kontani K，Katada T，Urano Y，Nagano T，Nagao T，Kurose H：“活性氧对 G_i 和 G_o 的激活机制”J。