身体が「暑すぎる」と感じる仕組みを分子レベルで解明(Molecular snapshots reveal how the body knows it’s too hot)

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2025-10-24 ノースウェスタン大学

ノースウェスタン大学のJuan Du・Wei Lü教授らは、体温感知の中心的分子TRPM3チャネルの立体構造を原子レベルで解明し、熱感覚が細胞内側から検知される仕組みを発見した。TRPM3は細胞膜上でイオンの流入を制御する“ゲート”として機能し、温度上昇で内部構造が変化して開口する。研究ではクライオ電子顕微鏡と電気生理計測を組み合わせ、活性状態と不活性状態の構造差を比較。熱や化学刺激が内部スイッチの結合を解くことでチャネルを開く一方、てんかん薬は同スイッチを固定して抑制することを突き止めた。これにより、無害な温かさと有害な高温を神経が識別する分子メカニズムが明らかとなり、依存性の少ない鎮痛薬開発への応用が期待される。成果は『Nature Structural & Molecular Biology』誌に掲載。

<関連情報>

痛覚受容体TRPM3のアゴニストおよび熱活性化の構造的基盤 Structural basis for agonist and heat activation of nociceptor TRPM3

Sushant Kumar,Fei Jin,Sung Jin Park,Wooyoung Choi,Sarah I. Keuning,Richard P. Massimino,Simon Vu,Wei Lü & Juan Du
Nature Structural & Molecular Biology  Published:24 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41594-025-01692-5

身体が「暑すぎる」と感じる仕組みを分子レベルで解明(Molecular snapshots reveal how the body knows it’s too hot)

Abstract

Detecting noxious heat is vital for survival, triggering protective pain responses. The TRPM3 channel is a key nociceptor and a promising therapeutic target for pain and neurological disorders. Here we show that the rabbit TRPM3 is intrinsically dynamic, with its intracellular domain (ICD) sampling both resting and activated states, but favoring the resting state in the absence of stimulation. We reveal that heat and the synthetic agonist CIM0216 shift the equilibrium toward activation by inducing a similar ICD rearrangement. Mutations that facilitate ICD movement enhance sensitivity to both thermal and chemical stimuli, underscoring the central role of the ICD in channel gating. We also show that the antagonist primidone binds the same site as CIM0216 in the S1–S4 domain but inhibits channel activation. This study provides a structural framework for a mechanistic understanding of thermal and chemical gating of TRPM3 and for guiding the rational design of TRPM3-targeted analgesics and neurotherapeutics.

医療・健康
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