創薬基盤となる脂質によるイオンチャネル活性・動態調節機構の統括的理解

全面了解离子通道活性和脂质的动力学调节机制，这是药物发现的基础

基本信息

批准号：
22K15373
负责人：
好岡大輔
金额：
$ 3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、イノシトールリン脂質PIP2による電位依存性カリウムチャネル制御について、活性制御と動態制御の両面から解析し、両者の相関関係を明らかにすること目指している。まず、既報を参考にして選定したKCNQ3のPIP2作用部位に変異導入した変異体を多数作成し、海馬ニューロンにおけるイオンチャネルの空間動態を共焦点および１分子イメージング解析した。その結果、変異型KCNQ3は細胞体や樹状突起と比較してAISに対して優先的に輸送されるものの、その細胞表面発現量は野生型と比較して有意に減少することが分かった。また、そのトラフィッキング効率の低下は変異体のイオンチャネル活性（電流密度）に相関していた。さらに、これら変異型KCNQ3を野生型KCNQ2と共発現させると、野生型KCNQ2のトラフィッキングを阻害することも確認できた。次に、１分子イメージングによって変異型KCNQ3の空間動態をより詳細に解析し、３次元的な空間動態のどの過程に変化が生じているのか調べた。その結果、まずKCNQ3の側方拡散動態は拡散係数の異なる３種類の状態に分類でき、変異型KCNQ3では遅い拡散状態の割合が10%程度有意に減少し、逆に速い拡散状態の割合が10%程度増加することが判明した。最後に、ケージドリジン系を確立するためにKCNQ3(K260TAG)変異体を作成した。本年度はこの変異体のPIP2親和性を光操作するまでは至らなかったが、合成ケージドリジンがKCNQ3(K260TAG)変異体へ正常に組み込まれることまでは蛍光イメージングと全細胞パッチクランプにより確認できた。

在这项研究中，我们旨在从活性和动力学控制的角度来分析肌醇磷脂PIP2的电压依赖性钾通道调节，并阐明两者之间的相关性。首先，我们创建了大量突变体，这些突变体在使用先前报告的报告中选择的KCNQ3的PIP2作用位点进行了突变，以及对海马神经元中离子通道空间动力学的共聚焦和单分子成像分析。结果表明，尽管与细胞体和树突相比，突变的KCNQ3优先运输到AIS，但与野生型相比，其细胞表面表达水平显着降低。此外，运输效率的降低与突变体的离子通道活性（电流密度）相关。此外，已经证实，与野生型KCNQ2共同表达这些突变的KCNQ3抑制了野生型KCNQ2的贩运。接下来，我们使用单分子成像更详细地分析了突变体KCNQ3的空间动力学，以确定正在进行三维空间动力学的哪些过程。结果，发现KCNQ3的横向扩散动力学可以分为具有不同扩散系数的三种不同状态，而突变的KCNQ3将慢速扩散状态显着降低了约10％，相反，快速扩散状态增加了约10％。最后，创建了一个KCNQ3（K260TAG）突变体来建立笼中的多丽丁系统。尽管该突变体的PIP2亲和力直到光持持久性直至通过荧光成像和全细胞斑块夹紧来证实，直到成功地掺入了KCNQ3（K260TAG）突变体中，直到合成笼中的多列丁。