デジェネリンファミリーに属する新規遺伝子のクローニングおよび機能解析

Degenerin 家族新基因的克隆和功能分析

基本信息

批准号：
02J03684
负责人：
山村寿男
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

デジェネリン遺伝子ファミリーは陽イオンチャネルの特徴を示し、線虫からヒトに至るまで幅広い種間で保存された領域を有している。その機能は、機械受容・ペプチド感受性チャネル・プロトンチャネル・酸味受容体・アシドーシスにおける痛覚受容など多岐にわたる。このファミリーに属するアミロライド感受性上皮型Na^+チャネル(ENaC)として4種類のサブユニット(α、β、γ、δ)が同定されているが、中枢神経型ENaCδの機能は不明である。現在のところ、ENaCδ遺伝子はヒトおよびチンパンジーでしか見出されていないため、進化の過程において霊長類のみが獲得した稀有な遺伝子である可能性が高い。前年度までの成果で、ENaCδは、小脳や海馬等を含めたヒト脳に広く分布し、心臓・腎臓・膵臓にも高発現していることを示した。さらに、細胞外pHの低下によって、ENaCδが活性化されることを明らかにした。本年度は、ENaCδに作用する化合物の検索を目標とした。スクリーニングは、ヒトENaCδをアフリカツメガエル卵母細胞に発現させた構築系で行った。数十種類の化合物を探索した結果、合成化合物であるカプサゼピンがENaCδを活性化することを明らかにした。カプサゼピンは、ENaCの他のサブユニットには作用しなかったので、ENaCδ選択的アゴニストとして報告した。現在のところ、ENaCδがヒト脳内のpHセンサーとして機能していると報告した以外にはほとんど明らかになっていないENaCδの生体内機能を解明する上で、カプサゼピンは、非常に有益な化合物であると考えられる。

Degenerin 基因家族表现出阳离子通道的特征，并且具有在从秀丽隐杆线虫到人类的多种物种中保守的区域。其功能多种多样，包括机械感受、肽敏感通道、质子通道、酸味受体和酸中毒时的伤害感受。四个亚基（α、β、γ和δ）已被鉴定为属于该家族的阿米洛利敏感上皮Na^+通道（ENaC），但中枢神经系统ENaCδ的功能尚不清楚。迄今为止，ENaCδ基因仅在人类和黑猩猩中发现，因此它很可能是仅灵长类动物在进化过程中获得的稀有基因。截至去年的结果显示，ENaCδ广泛分布于人脑，包括小脑和海马，在心脏、肾脏和胰腺中也高表达。此外，我们发现 ENaCδ 是通过细胞外 pH 值降低而激活的。今年的目标是寻找作用于 ENaCδ 的化合物。筛选是使用在非洲爪蟾卵母细胞中表达人 ENaCδ 的构建系统进行的。在寻找了数十种化合物后，他们发现合成化合物辣椒西平可以激活 ENaCδ。 Capsazepine 不作用于 ENaC 的其他亚基，因此我们将其报告为 ENaCδ 选择性激动剂。 Capsazepine是一种对于阐明ENaCδ的体内功能非常有用的化合物，目前除了ENaCδ在人脑中充当pH传感器的报道之外尚不清楚。