TRPC1/4/5チャンネルのピコモル、選択的、サブタイプ特異的な低分子阻害作用

Picomolar, selective, and subtype-specific small-molecule inhibition of TRPC1/4/5 channels.

• Hussein N Rubaiy
• Melanie J Ludlow
• Matthias Henrot
• Hannah J Gaunt
• Katarina Miteva
• Sin Ying Cheung
• Yasuyuki Tanahashi
• Nurasyikin Hamzah
• Katie E Musialowski
• Nicola M Blythe
• Hollie L Appleby
• Marc A Bailey
• Lynn McKeown
• Roger Taylor
• Richard Foster
• Herbert Waldmann
• Peter Nussbaumer
• Mathias Christmann
• Robin S Bon
• Katsuhiko Muraki
• David J Beech

抄録

細胞内の遊離Ca濃度と細胞膜の電圧は、細胞機能の主要な決定要因である。これらのパラメータを制御することが知られているCa透過性の非選択的カチオン性チャネルがあるが、これらのチャネルの理解はまだ不十分である。ここでは、過渡受容体電位カノニカル4および5タンパク質（TRPC4およびTRPC5）に焦点を当てているが、これらのタンパク質はホモマーまたはTRPC1とヘテロマーとして集合し、多くの哺乳類細胞型においてCa透過性非選択性カチオン性チャネルを形成する。てんかん、生来の恐怖、痛み、心臓リモデリングなど、複数の役割が示唆されているが、これらのチャネルをプローブするツールの限界が進歩を制限している。重要な問題は、これらの制限を克服し、高品質で信頼性が高く、使いやすく、すべての研究者が容易にアクセスできるツールを開発できるかどうかである。ここでは、化学合成とCaおよびパッチクランプアッセイによるネイティブおよび過剰発現チャネルの研究を通じて、TRPC1/4/5チャネルの顕著な低分子阻害剤である化合物31について述べる。化合物31は、TRPC1/4/5のサブタイプと活性化機構に応じて、9から1300pmの範囲でその効力を示した。他のチャネルタイプは、TRPC3、TRPC6、TRPV1、TRPV4、TRPA1、TRPM2、TRPM8、およびOrai1によって媒介される貯蔵操作されたCaエントリを含む、調査された影響を受けませんでした。これらの知見は、TRPC1/4/5チャネルを阻害するための重要な実験的ツールとなる化合物を同定したことを示唆している。この化合物は、これらのイオンチャネルの将来の研究を大いに促進するはずである。このTRPC1/4/5阻害性化合物をPico145と命名することを提案する。

The concentration of free cytosolic Ca and the voltage across the plasma membrane are major determinants of cell function. Ca-permeable non-selective cationic channels are known to regulate these parameters, but understanding of these channels remains inadequate. Here we focus on transient receptor potential canonical 4 and 5 proteins (TRPC4 and TRPC5), which assemble as homomers or heteromerize with TRPC1 to form Ca-permeable non-selective cationic channels in many mammalian cell types. Multiple roles have been suggested, including in epilepsy, innate fear, pain, and cardiac remodeling, but limitations in tools to probe these channels have restricted progress. A key question is whether we can overcome these limitations and develop tools that are high-quality, reliable, easy to use, and readily accessible for all investigators. Here, through chemical synthesis and studies of native and overexpressed channels by Ca and patch-clamp assays, we describe compound 31, a remarkable small-molecule inhibitor of TRPC1/4/5 channels. Its potency ranged from 9 to 1300 pm, depending on the TRPC1/4/5 subtype and activation mechanism. Other channel types investigated were unaffected, including TRPC3, TRPC6, TRPV1, TRPV4, TRPA1, TRPM2, TRPM8, and store-operated Ca entry mediated by Orai1. These findings suggest identification of an important experimental tool compound, which has much higher potency for inhibiting TRPC1/4/5 channels than previously reported agents, impressive specificity, and graded subtype selectivity within the TRPC1/4/5 channel family. The compound should greatly facilitate future studies of these ion channels. We suggest naming this TRPC1/4/5-inhibitory compound Pico145.

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