ケラチノサイトから感覚神経に温度情報を伝達する機構の解明

阐明从角质形成细胞向感觉神经传递温度信息的机制

• 批准号: 19650083
• 负责人: 富永 真琴
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19650083/
• 关键词: 神経科学; 生理学

新生仔マウスの表皮ケラチノサイトと後根神経節細胞の共培養系を確立し、その共培養の細胞に温度刺激を加えて、細胞内Ca^<2+>濃度の変化を観察した。40度までの温度刺激によって両細胞で細胞内Ca^<2+>濃度増加が観察された。しかし、ケラチノサイトに比べて神経細胞で細胞内Ca^<2+>濃度増加の遅れがみられた。ての遅れは、ケラチノサイトから感覚神経細胞に情報が伝達されるという仮説を支持する結果である。ケラチノサイトからは種々の刺激に応じてATPを放出することが知られている。そこで、ATP受容体阻害剤であるPPADSもしくはsuraminで前処理したところ、感覚神経細胞での細胞内Ca^<2+>濃度増加のみが特異的に阻害された。ての結果から、温度刺激によってケラチノサイトからATPが放出されて感覚神経に発現するATP受容体に作用することが強く示唆された。温度刺激によるケラチノサイトからのATP放出をより直接的に検出する目的で、HEK293細胞にイオンチャネル型ATP受容体P2X2をバイオセンサーとして強制発現させて、ケラチノサイトと共培養した。ケラチノサイトに温度刺激を加えるとP2X2活性化によると考えられる特徴的な内向き整流性を有する膜電流の活性化が観察された。野生型マウス、TRPV3欠損マウス、TRPV4欠損マウスのケラチノナイトを調整して実験を行ったところ、TRPV3欠損マウスのケラチノサイトを用いたときに、温度刺激後のバイオセンサーでの検出ATPが有意に少ないことが判明した。イオンチャネル型ATP受容体P2X2での検討からケラチノサイトからは温度刺激によって局所的に約10μMのATPが放出されているものと推定された。皮膚-神経標本での観察から、温度刺激によって感覚神経の発火頻度が増加し、その増加がTRPV4欠損マウスで有意に小さいてとがわかった。これらの結果は、温度刺激によって表皮ケラチノサイトに発現しているTRPV4が活性化して、ケラチノサイトからATPが放出されて温渡情報を皮膚から感覚神経に伝達しているものと考えられた。

我们建立了新生小鼠表皮角质形成细胞和背根神经节细胞的共培养体系，对共培养的细胞施加温度刺激，观察细胞内Ca^2+浓度的变化。通过高达40度的温度刺激，在两种细胞中观察到细胞内Ca 2+ 浓度的增加。然而，与角质形成细胞相比，神经细胞中细胞内Ca 2+ 浓度的增加被延迟。这种延迟支持了信息从角质形成细胞传递到感觉神经元的假设。众所周知，角质形成细胞响应各种刺激而释放 ATP。因此，用PPADS或苏拉明(一种ATP受体抑制剂)预处理，仅特异性抑制感觉神经元中细胞内Ca 2+ 浓度的增加。这些结果强烈表明，温度刺激导致 ATP 从角质形成细胞中释放出来，并作用于感觉神经中表达的 ATP 受体。为了更直接地检测由于温度刺激而从角质形成细胞释放的 ATP，HEK293 细胞被迫表达离子型 ATP 受体 P2X2 作为生物传感器，并与角质形成细胞共培养。当对角质形成细胞施加温度刺激时，观察到具有特征性内向整流的膜电流激活，这被认为是由于 P2X2 激活所致。在对野生型小鼠、TRPV3缺陷型小鼠和TRPV4缺陷型小鼠的角质形成细胞进行实验时，我们发现，当使用TRPV3缺陷型小鼠的角质形成细胞时，生物传感器在温度刺激后检测到的ATP显着减少。 。根据对离子型 ATP 受体 P2X2 的研究，估计通过温度刺激从角质形成细胞局部释放约 10 μM ATP。使用皮肤神经制剂的观察表明，温度刺激增加了感觉神经的放电频率，并且这种增加在 TRPV4 缺陷小鼠中明显较小。这些结果表明，温度刺激会激活表皮角质形成细胞中表达的 TRPV4，从而释放 ATP 并将热信息从皮肤传递到感觉神经。

项目成果

Inhibition of TRPM2 channels by 2-APB

2-APB 对 TRPM2 通道的抑制

• 发表时间: 2008
• 期刊: Br.J.Pharmacol 153-(6)
• 作者: Togashi K;Inada H;Tominaga M.
• 通讯作者: Tominaga M.

Activation mechanisms of TRPA1 and thermal information transmission from the skin keratinocytes to sensory nerves

TRPA1 的激活机制和从皮肤角质形成细胞到感觉神经的热信息传递

• 发表时间: 2008
• 作者: Sunabori;T.;Tominaga M
• 通讯作者: Tominaga M

温度感覚の分子メカニズム:温度感受性TRPチャネルの生理学的意義

温度感觉的分子机制：温度敏感TRP通道的生理意义

• 发表时间: 2007
• 作者: 柴崎 貢志;富永 真琴
• 通讯作者: 富永 真琴

SOI基盤を用いたプレーナー型パッチクランプバイオセンサーの製作

利用SOI平台制作平面膜片钳生物传感器

• 发表时间: 2007
• 期刊: 表面科学 28-(7)
• 作者: 浅野 豪文;張 振龍;宇野 秀隆;手老 龍吾;鈴井 光一;中尾 聡;皆藤 孝;柴崎 貢志;富永 真琴;内海 裕一;宇理須 恒雄
• 通讯作者: 宇理須 恒雄

AlphKlotho as a regulator of calcium homeostasis

AlphKlotho 作为钙稳态调节剂

• 期刊: Science 316-(5831)
• 作者: Imura A;Tsuji Y;Murata M;Maeda R;Kubota K;Iwano A;Obuse C;Togashi K;Tominaga M;Kita N;Tomiyama K;Iijima J;Nabeshima Y;Fujioka M;Asato R;Tanaka S;Kojima K;Ito J;Nozaki K;Hashimoto N;Ito T;Nishio T;Uchiyama T;Fujimori T and Nabeshima
• 通讯作者: Fujimori T and Nabeshima