温度受容を中心とした痛み受容機構の解明

阐明以温度接收为中心的疼痛接收机制

基本信息

批准号：
12050208
负责人：
富永真琴
金额：
$ 3.78万
依托单位：
Mie University (2001)University of Tsukuba (2000)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12050208/
关键词：
痛みカプサイシン受容体 VR1 VRL-1 熱プロトン温度受容

项目摘要

熱受容体VR1,VRL-1がヘテロマーを形成する可能性の検討と冷刺激受容体遺伝子のクローニングを目標に研究を進めてきた。VR1,VRL-1はヘテロマーを形成しないことが明らかとなり、後者は未だ単離に至っていない(平成14年3月に米国のグループから遺伝子単離の報告がNature誌になされた)。細胞外からのみ作用することが知られていたプロトンによるVR1活性化のEC_<50>がおよそpH5.4であることから、プロトンのVR1に対する作用には細胞外ドメインの酸性アミノ酸が関与することが推定された。そこで、それらの酸性アミノ酸を中性もしくは塩基性アミノ酸に変える点変異体を作製して電気生理学的な解析を行うことによって、第5,6膜貫通領域間の600番目のグルタミン酸がプロトンによるカプサイシン活性化電流、熱活性化電流の制御に、634番目のグルタミン酸がプロトンによるVR1の活性化に関与することが明らかとなった。この酸性アミノ酸の点変異によって活性化閾値が10度も低下した。また、感作物質もしくは発痛物質として作用するATPがGqにcoupleする代謝型受容体活性化からPLC・PKC活性化を介してVR1活性を増大させることが明らかとなった。ATPはVR1の有効刺激であるカプサイシンやプロトン(低濃度)によって惹起された電流を著しく増大させるのみならず、熱による活性化温度閾値を43度から30-35度へと大きく変化させた。これは、ATPが存在すれば体温以下でもVR1が活性化して痛みを惹起することを示し、VR1が代謝型受容体とともに全く新しい疼痛発生システムを形成していることがわかった。カプサイシン受容体は生体において痛み刺激となる43度で活性するのにならず、組織傷害に伴う感覚神経の環境変化からその活性化温度を変化させて体温で侵害刺激を監視しているのではないかと考えられる。

我们一直在进行旨在调查热受体VR1和VRL-1形成异聚体的可能性并克隆冷刺激受体基因的研究。现已明确VR1和VRL-1不形成异聚体，后者尚未被分离出来（美国的一个小组于2002年3月在《自然》杂志上报道了该基因的分离）。由于已知仅在细胞外起作用的质子激活VR1的EC_50约为pH 5.4，因此推测细胞外结构域中的酸性氨基酸参与了质子对VR1的作用。。因此，通过创建将这些酸性氨基酸改变为中性或碱性氨基酸的点突变体并进行电生理分析，我们发现第5和第6跨膜区之间的第600个谷氨酸被质子诱导的辣椒素活性激活。 634位的谷氨酸参与质子对VR1的激活，控制热激活电流和热激活电流。酸性氨基酸的点突变使激活阈值降低了 10 度之多。此外，据揭示，ATP作为敏化剂或产生疼痛的物质，通过激活与Gq偶联的代谢受体来激活PLC/PKC，从而增加VR1活性。 ATP不仅显着增加了对VR1有效刺激的辣椒素和质子（低浓度）引起的电流，而且显着地将热激活温度阈值从43度改变到30-35度。这表明，如果ATP存在，VR1就会被激活，甚至在低于体温的温度下也会引起疼痛，表明VR1与代谢型受体一起形成了一个全新的疼痛产生系统。辣椒素受体在 43 摄氏度时不会激活，这对生物体来说是一种痛苦的刺激，并且由于伴随组织损伤的感觉神经的环境变化，辣椒素受体不会通过改变激活温度来监测有害刺激。