アゴニスト選択的NOP受容体のリン酸化は、化学的に多様なアゴニストによる差次的な活性化後シグナル伝達をin vitroとin vivoで関連付けて解明する

Sci. Signal. 26 Mar 2019:
Vol. 12, Issue 574, eaau8072
DOI: 10.1126/scisignal.aau8072

Anika Mann^1,*, Lionel Moulédous², Carine Froment³, Patrick R. O'Neill⁴, Pooja Dasgupta¹, Thomas Günther¹, Gloria Brunori⁵, Brigitte L. Kieffer⁶, Lawrence Toll⁵, Michael R. Bruchas⁷, Nurulain T. Zaveri⁸, and Stefan Schulz^1,*

¹ Institute of Pharmacology and Toxicology, Jena University Hospital, Friedrich Schiller University Jena, Drackendorfer Str. 1, Jena 07747, Germany.
² Research Center on Animal Cognition, Center for Integrative Biology, Toulouse University, CNRS, UPS, 31062 Toulouse Cedex 09, France.
³ Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale, Université de Toulouse, CNRS, UPS, 31077 Toulouse Cedex 04, France.
⁴ Department of Anesthesiology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA.
⁵ Biomedical Science Department, Charles E. Schmidt College of Medicine, Florida Atlantic University, Boca Raton, FL 33431, USA.
⁶ Douglas Research Center, Department of Psychiatry, Faculty of Medicine, McGill University, Montreal, QC H3A 1A1, Canada.
⁷ Center for the Neurobiology of Addiction, Pain, and Emotion, Departments of Anesthesiology and Pharmacology, University of Washington, Seattle, WA 98195, USA.
⁸ Astraea Therapeutics LLC, Mountain View, CA 94043, USA.

* Corresponding author. Email: anika.mann@med.uni-jena.de (A.M.); stefan.schulz@med.uni-jena.de (S.S.)

要約

オピオイド受容体ファミリーのメンバーであるノシセプチン／オルファニンFQオピオイドペプチド（NOP）受容体のアゴニストは、新規の鎮痛薬として盛んに試験されているが、そのシグナル伝達様式は、他のオピオイド受容体ファミリーに比べて十分には特性解析されていない。そこでわれわれは、異なるNOP受容体リガンドがNOP受容体において差次的なシグナル伝達または機能的選択性を示すか否かを調べた。われわれは新たに開発した、NOP受容体に対するリン酸化部位特異的抗体を用いて、アゴニスト誘導性NOP受容体のリン酸化が主として4つのカルボキシ末端のセリン（Ser）およびスレオニン（Thr）残基、すなわちSer³⁴⁶、Ser³⁵¹、Thr³⁶²およびSer³⁶³で生じること、また、Ser³⁴⁶を最初のリン酸化部位とする時間的階層性をもって進むことを見出した。アゴニスト誘導性リン酸化の間、Gタンパク質共役受容体キナーゼ2および3（GRK2/3）が協力し合い、ひいてはNOP受容体の脱感作および内部移行を促進した。構造的に異なるNOP受容体アゴニストの比較から、Gタンパク質依存性シグナル伝達と受容体リン酸化では機能的作用が解離していることを明らかにした。さらに、NOP-eGFPおよびNOP-eYFPマウスでは、NOP受容体アゴニストが用量依存的かつアゴニスト選択的に、特定のアンタゴニストにより阻害されうる複数部位のリン酸化と内部移行を誘導していた。われわれの研究から、リガンド活性化NOP受容体シグナル伝達をin vitroおよびin vivoで研究する新たなツールが得られた。化学的に多様なNOP受容体アゴニストによるアゴニスト選択的NOP受容体の差次的なリン酸化は、NOP受容体アゴニストによる差次的なシグナル伝達が、NOP受容体リガンドの薬理作用に関与している可能性を示唆している。

Citation: A. Mann, L. Moulédous, C. Froment, P. R. O'Neill, P. Dasgupta, T. Günther, G. Brunori, B. L. Kieffer, L. Toll, M. R. Bruchas, N. T. Zaveri, S. Schulz, Agonist-selective NOP receptor phosphorylation correlates in vitro and in vivo and reveals differential post-activation signaling by chemically diverse agonists. Sci. Signal. 12, eaau8072 (2019).