脳内ナトリウムセンサー分子と体液恒常性調節ホルモンの機能連関

脑钠传感器分子与体液稳态调节激素的功能关系

• 批准号: 22700350
• 负责人: 吉田 匡秀
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: National Institute for Basic Biology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22700350/
• 关键词: 体液恒常性; Nax; エンドセリン

体液のナトリウムイオン(Na^+)濃度の恒常性は生命維持に必須である。これまでの我々の一連の研究から、Naチャンネル分子Na_xが脳内体液Na^+レベルセンサーとして機能し、塩分摂取を行動レベルで制御していることが明らかとなってきた。本研究は、脳弓下器官のエンドセリンB受容体によるNa_xの開口調節が動物個体の塩分摂取行動を制御する可能性を、分子・細胞から行動レベルに至る実験手法を駆使して統合的に明らかにすることを目指している。22年度は主に分子・細胞に着目した研究を行った。現在までの我々の研究から、Na_xは細胞外Na^+濃度の上昇により活性化されることが明らかとなっている。本研究により、Na_xはエンドセリンB受容体の活性化を介しても活性化が起こることを明らかとなった。一方でエンドセリンA受容体やアンジオテンシンII受容体を刺激してもNa_xの活性化は認められなかった。またエンドセリンB受容体の拮抗薬を用いた実験から細胞外Na^+濃度の上昇によるNa_xの活性化はエンドセリンによる開口と独立していることが明らかとなり、Na_xには2つの活性化メカニズムがあることが分かった。またエンドセリンB受容体の活性化によるNa_xの活性化はエンドセリンB受容体→プロテインキナーゼC→MAPK/ERKキナーゼ→ERK1/2経路の活性化を介していた。そこでNa_x自身がリン酸化修飾により開口している可能性を考え、Na_xに存在する細胞内領域がERKによりリン酸化を受けるかを確認した。その結果、Na_xに存在する5つの細胞内領域のうち、2つでERKによるリン酸化が認められた。電位依存性Na^+チャンネルファミリー分子が、少数ながらその細胞内領域のリン酸化を受けることにより活性化・不活性化の時間特性や電流量などが変化することは知られている。しかし、リン酸化によりチャンネルの開口が起こる現象に関しては全く報告がない。Na_xのリン酸化による開口が実証されれば、チャンネル分子の全く新しい開口機構が明らかとなると期待される。

体液中钠离子（Na^+）浓度的稳态对于生命支持至关重要。我们以前的一系列研究表明，Na通道分子Na_x充当大脑体液Na^+水平的传感器，并在行为水平上控制盐的摄入量。这项研究旨在揭示可能使用从分子和细胞到行为水平的实验方法来调节动物的内皮素B受体对Na_x开放的调节。 2010年，我们进行了主要关注分子和细胞的研究。迄今为止，我们的研究表明，Na_x是通过细胞外Na^+浓度的增加而激活的。这项研究表明，Na_x也通过激活内皮素B受体激活。另一方面，当刺激内皮素A受体和血管紧张素II受体时，未观察到Na_x的激活。此外，使用内皮素B受体的拮抗剂的实验表明，通过增加细胞外Na^+浓度来激活Na_x与内皮素引起的开口无关，并且Na_x具有两种激活机制。此外，通过激活内皮素B受体受体→蛋白激酶C→MAPK/ERK激酶→ERK1/2途径，通过激活内皮素B受体的激活来激活Na_x。因此，考虑到Na_x本身通过磷酸化修饰打开的可能性，我们确认了ERK中存在的Na_x中存在的细胞内区域是否磷酸化。结果，在Na_x中存在的五个细胞内区域中的两个中观察到ERK磷酸化。众所周知，尽管少数电压依赖性的Na^+通道家族分子在其细胞区域经历磷酸化，但激活和失活的时间特征以及当前变化的量。但是，没有关于由于磷酸化而发生通道开口的现象的报道。预计如果证明了由于Na_x的磷酸化引起的开口，将会揭示出一种全新的通道分子开口机制。