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細胞生理研究部門

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温度受容・侵害刺激受容の分子機構の解明に関する研究

 カプサイシン受容体TRPV1は初めて分子実体が明らかになった温度受容体であり、現在までにTRPイオンチャネルスーパーファミリーに属する11の温度受容体(TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPM2, TRPM3, TRPM4, TRPM5, TRPM8, TRPA1, TRPC5)が知られています。TRPV1, TRPV2, TRPM3は熱刺激受容、TRPV3, TRPV4, TRPM2, TRPM4, TRPM5は温刺激受容、TRPM8, TRPA1, TRPC5は冷刺激受容に関わります。これらは、「温度感受性TRPチャネル」と呼ばれています。43度以上、15度以下の温度は痛みを惹起すると考えられており、その温度域を活性化温度閾値とするTRPV1, TRPV2, TRPM3, TRPA1は侵害刺激受容体と捉えることもできます。TRPV3, TRPV4, TRPM2, TRPM4, TRPM5は温かい温度で活性化し、感覚神経以外での発現が強く、皮膚を含む上皮細胞、味細胞、膵臓、中枢神経系等で体温近傍の温度を感知して、種々の生理機能に関わることが明らかになりつつあります。つまり、感覚神経だけでなく、私たちの身体の中の様々な細胞が温度を感じており、普段ダイナミックな温度変化に曝露されることのない深部体温下にある細胞も細胞周囲の温度を感じながら生存していることが明らかになってきました。また、私たちは、感覚神経だけでなく皮膚の細胞に発現する温度感受性TRPチャネルを用いて環境温度を感知していることも明らかにしました。こうした温度感受性TRPチャネルの異所性発現系を用いた機能解析(パッチクランプ法やカルシウムイメージング法)、変異体等を用いた構造機能解析、感覚神経細胞を用いた電気生理学的な機能解析、組織での発現解析、遺伝子欠損マウスを用いた行動解析などを通して温度受容・侵害刺激受容のメカニズムの全容解明とともに、細胞が温度を感知する意義の解明を目指しています。また、生物は進化の過程で、温度感受性TRPチャネルの機能や発現を変化させて環境温度の変化に適応してきたと考えられ、温度感受性TRPチャネルの進化解析も進めています。さらに、ショウジョウバエを用いた温度感受性の研究も進めています。

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      11の温度感受性TRPチャネル

代表的な論文情報

*TRPV4 heats ups ANO1-dependent exocrine gland fluid secretion. FASEB J. 32 (4): 1841-1854, 2018.
*TRPV6 variants interfere with maternal-fetal calcium transport through the placenta and cause transient neonatal hyperparathyroidism. Am. J. Hum. Gent. 102: 1104-1114, 2018.
*The ATP transporter VNUT mediates induction of Dectin-1-triggered Candida nociception. iScience 6: 306-318, 2018.
*4-isopropylcyclohexanol has potential analgesic effects through the inhibition of anoctamin 1, TRPV1 and TRPA1 channel activities. Sci. Rep. 7: 43132, 2017.
*A Switch in Thermal Preference in Drosophila Larvae Depends on Multiple Rhodopsins. Cell Rep. 17(2), 336-344, 2016.
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