「温度受容体」の版間の差分

岩瀬 麻里、内田 邦敏

静岡県立大学 食品栄養科学部 環境生命科学科 生体機能学研究室

 

　[[trp]]遺伝子は1989年に[[ショウジョウバエ]]の[[光受容応答]]変異株の原因遺伝子として発見された<ref name=Montell1989><pubmed>2516726</pubmed></ref>。TRPチャネルは7つのサブファミリー（[[TRPC]] (canonical)、[[TRPV]] (vaniloid)、[[TRPM]] (melastatin)、[[TRPML]]、[[TRPN]]、[[TRPP]]、[[TRPA]] (ankyrin)）に分けられ、脊椎動物では28のTRPチャネルが同定されているが、ヒトではTRPNを除く6つのサブファミリーに27のチャネルが存在する。6回膜貫通領域を有し、N末端、C末端側ともに細胞内に位置する。第5、第6膜貫通ドメインがイオンの通る穴を形成しており、短いイオン選択フィルターを有する（'''図1'''）。基本的に4量体で機能することが、[[低温電子顕微鏡]]（[[Cryo-EM]]）を用いた構造解析により明らかになっている（'''図2'''）<ref name=Liao2013><pubmed>24305160</pubmed></ref>。N末端領域にはTRPC、TRPV、TRPAにおいて[[アンキリン]]リピートドメイン、C末端領域にはTRPドメイン（TRPC、TRPM、TRPV）、[[コイルドコイルドメイン]]（TRPM、TRPP）、[[酵素]]活性部位（[[TRPM2]]：[[ADPリボースヒドロラーゼ]]、TRPM6/7：キナーゼ）などが存在する。（TRPチャネル項目参照）

　1997年に、カプサイシン受容体であるTRPV1が熱刺激によって活性化することが明らかとなり、哺乳類で初めて生体温度センサー分子が発見された。これ以降、温度感受性をもつTRPチャネルが次々と同定され、これらを総称して「温度感受性TRPチャネル」と呼ぶ。全てのTRPチャネルが温度感受性を持つのではなく、現在までに11の温度感受性TRPチャネルが報告されている。温度感受性TRPチャネルはTRPV、TRPM、TRPA、TRPCサブファミリーにまたがっており、それぞれの活性化温度閾値はヒトが感知しうる温度をほぼ網羅している。温度によるチャネルの構造変化が[[TRPV1]]<ref name=Kwon2021><pubmed>34239123</pubmed></ref>、[[TRPV3]]<ref name=Nadezhdin2021><pubmed>34239124</pubmed></ref>、[[TRPM4]]<ref name=Hu2024><pubmed>38750366</pubmed></ref>において報告されているが十分に明らかになっておらず、今後の研究における解明が期待される。

　TRPM3は[[網膜]]上のアストロサイト（[[ミューラー細胞]]）や[[毛様体]]に発現しており、TRPM3欠損マウスは[[瞳孔反射]]が減弱するなど視覚への関与が示唆されているが、TRPM3欠損マウスの[[視覚]]情報処理は正常との報告もある<ref name=Brown2015><pubmed>25679224</pubmed></ref><ref name=Hughes2012><pubmed>22211741</pubmed></ref>。

　1価の陽イオンを選択的に透過するイオンチャネルであるTRPM5は、[[甘味]]、[[旨味]]､[[苦味]]を受容する[[II型味細胞]]に発現しており、特に甘味の受容を温度依存的に増強させる。II型味細胞においてTRPM5は[[細胞内情報伝達]]分子として機能しており、Gタンパク質共役型の味覚受容体活性化の下流で起こる小胞体からのCa²⁺放出による細胞内Ca²⁺濃度上昇によって活性化される。食べ物が温かいと甘味の感受性が亢進するのは、TRPM5の温度感受性が機序の1つと考えられている<ref name=Talavera2005><pubmed>16355226</pubmed></ref>。

　アノクタミン1（Anoctamin 1, TMEM16A）は細胞内Ca2+によって活性化するCl-チャネルである。アノクタミン1は44度以上の温度で活性化される。後根神経節細胞に発現し、熱刺激のセンサーとして機能し、熱侵害受容の伝達に関与する<ref name=Cho2012><pubmed>22634729</pubmed></ref>。

　Ca2+透過性の高いTRPチャネルの活性化に伴って流入したCa2+がアノクタミン1を活性化することによる機能連関が報告されており、感覚神経においてTRPV1を介して流入したCa2+によってアノクタミン1が活性化することでアノクタミン1がカプサイシンによる痛みを増強すると考えられている<ref name=Takayama2015><pubmed>25848051</pubmed></ref>。

=== 電位作動性ナトリウムチャネル ===

　低温によってテトロドトキシン感受性電位作動性ナトリウムチャネルの不活性化が進行する一方で、テトロドトキシン抵抗性電位作動性ナトリウムチャネルNav1.8は低温でも興奮性を維持できることで寒冷痛および低温環境下で痛みを伝達する重要な分子として機能することが示唆されている<ref name=Zimmermann2007><pubmed>17568746</pubmed></ref>。

　TWIK 関連カリウムチャネル（TREK）は、TREK1、TREK2、TRAAK（TWIK 関連アラキドン酸活性化カリウムチャネル）の 3 つで構成され、膜伸張、pH、不飽和脂肪酸、全身麻酔薬、温度などの物理的・化学的刺激活性化されるカリウムチャネルである。中でもTREK1は室温で非常に弱い活性を示し、温度の上昇に伴って活性が増加し、約40度で最大活性を示す。TREK1の活性化は細胞膜電位の過分極をもたらすため、TREK1は侵害性熱刺激による神経発火を抑制して鎮痛に働くと考えられる。後根神経節、三叉神経節、迷走神経節状神経節、視床下部など、温度感受性や体温調節に関わる組織に発現している<ref name=Maingret2000><pubmed>10835347</pubmed></ref>。