L型Caチャネルのイオン透過機構と心臓ペースメーカー細胞の持続性内向き電流

L型Ca通道离子透过机制与心脏起搏细胞持续内向电流

• 批准号: 21K06781
• 负责人: 豊田 太
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Shiga University of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06781/
• 关键词: イオンチャネル; L型カルシウムチャネル; イオン透過性; 単一チャネル記録; 洞房結節; 持続性内向き電流; 心臓

心臓の洞房結節のペースメーカー細胞に特異的に観察される持続性内向きナトリウム電流は、心臓の拍動リズムの形成に寄与すると考えられているものの、その分子基盤の解明は喫緊の課題である。我々はL型カルシウムチャネルのCav1.3イソフォームをノックアウトしたマウスでこの電流が消失することを見出しているが、Caイオンに高い選択性を示すL型CaチャネルがどのようにNa電流を発生させる仕組みは明らかでない。本研究は、L型Caチャネ ルのイオン透過機構を詳細に調べ、心臓ペースメーカー細胞の持続性内向き電流との関連を明らかにすることを目的としている。昨年度のホールセルパッチクランプ実験ならびにAlmers & McCleskeyのモデル(AMモデル)を用いた検証の結果、L型Caチャネル(Cav1.3)には細胞外Caイオン濃度に依存してイオン選択性が変化する2つのモードが存在する可能性が示唆された。 そこで、令和４年度は実験とシミュレーションで各モードのシグナル分離をさらに試みた。HEK293細胞の異種性発現系において、細胞外Caイオン濃度を変化させCav1.3の単一チャネル電流記録を行った。得られたシグナルの開閉パターンをコンピューターシミュレーションによる予想と比較分析したところ、Cav1.3は細胞外Caイオン濃度が極めて低いときCaイオン選択性が極めて高く、生理的Caイオン濃度に近づくにつれ選択性が低下しNaイオンが流れ始めることがわかった。この研究成果は、令和４年度の日本生理学会大会で発表した。

The study of the molecular structure of cardiac nodules and the specific detection of intracellular currents in cardiac cells The current disappears when the L-type Ca ~(2 +) is generated, and the Na ~(2 +) current is generated when the L-type Ca ~(2 +) is generated. The purpose of this study is to clarify the relationship between the persistent inward currents of L-type Ca ~(2 +) cells and their mechanisms. The results of the previous year's experiments with Almers & McCleskey (AM) indicate that L-type Ca (Cav 1.3) has the potential to exist in the presence of extracellular Ca (Cav 1.3) concentration dependence. In 2004, the Ministry of Foreign Affairs of the People's Republic of China announced that it would launch a new round of cooperation with the United States. HEK293 cells heterosexual development system in the middle, extracellular Ca ~(2 +) concentration changes, Cav1.3 and single cell current recording The results show that the concentration of extracellular Ca is extremely low, and the concentration of physiological Ca is extremely low. The results of this research were presented at the annual meeting of the Japanese Physiological Society.

项目成果

L型カルシウムチャネル（Cav1.3）におけるCa2+およびNa+の濃度依存性の透過モード

L 型钙通道 (Cav1.3) 中 Ca2+ 和 Na+ 的浓度依赖性传输模式

• 发表时间: 2023
• 作者: 豊田 太;姫野友紀子;丁 維光;尾松万里子;松浦 博
• 通讯作者: 松浦 博

Selective activation of adrenoceptors potentiates IKs current in pulmonary vein cardiomyocytes through the protein kinase A and C signaling pathways

选择性激活肾上腺素受体通过蛋白激酶 A 和 C 信号通路增强肺静脉心肌细胞中的 IK 电流

• DOI: 10.1016/j.yjmcc.2021.08.004
• 发表时间: 2021
• 期刊: J Mol Cell Cardiol
• 影响因子: 5
• 作者: X. Mi;W. G. Ding;F. Toyoda;A. Kojima;M. Omatsu-Kanbe and H. Matsuura
• 通讯作者: M. Omatsu-Kanbe and H. Matsuura

Novel Calmodulin Variant p.E46K Associated With Severe Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia Produces Robust Arrhythmogenicity in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes.

与严重儿茶酚胺能多形性室性心动过速相关的新型钙调蛋白变体 p.E46K 在人诱导多能干细胞来源的心肌细胞中产生强烈的心律失常性。

• DOI: 10.1161/circep.122.011387
• 发表时间: 2023
• 期刊: Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology
• 作者: Gao J;Makiyama T;Yamamoto Y;Kobayashi T;Aoki H;Maurissen TL;Wuriyanghai Y;Kashiwa A;Imamura T;Aizawa T;Huang H;Kohjitani H;Nishikawa M;Chonabayashi K;Fukuyama M;Manabe H;Nakau K;Wada T;Kato K;Toyoda F;Yoshida Y;Makita N;Woltjen K;Oh
• 通讯作者: Oh

CaV1.3 L型カルシウムチャネルにおけるCa2+および Na+の競合的透過機構

CaV1.3 L型钙通道中Ca2+和Na+的竞争渗透机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 豊田 太;野間昭典;姫野友紀子;丁 維光;尾松万里子;松浦 博
• 通讯作者: 松浦 博