高速走査型共焦点レーザー顕微鏡と蛍光プローブの局在を用いた心筋細胞内Ca動態の研究

使用高速扫描共焦激光显微镜和荧光探针定位研究心内 Ca 动力学

• 批准号: 08770075
• 负责人: 田中 光
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Toho University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08770075/
• 关键词: 共焦点レーザー顕微鏡; 蛍光プローブ; 心筋; カルシウムスパーク; 興奮収縮連関; cAMP; 筋小胞体; ryanodine

高速走査型共焦点レーザー顕微鏡とカルシウム蛍光プローブfluo-3およびミトコンドリアに局在するtetramethylrhodamineを用いて心筋細胞内のスパークと呼ばれる微小領域での非伝搬性のCa^<2+>濃度上昇の性質を検討した。スパークは細胞質内全体で発生し、ピークまでの時間は約10ms、35msであった。Ryanodineはスパークの発生を完全に抑制した。Nicardipineはスパークの発生頻度、振幅および時間経過に影響を与えなかった。Isoproterenolはスパークの発生頻度および時間経過に影響を与えずにその振幅を増加させた。電気刺激により惹起したCa^<2+>transientの立ち上がりの約5msの間にCa^<2+>濃度上昇の速い部分と遅い部分が見られた。Ca^<2+>濃度上昇の速い部分は約2μm間隔で規則的に分布しており、スパークの発生する地点と一致していた。Tetramethylrhodamineをミトコンドリアに局在させてカルシウムと同時測定すると、ミトコンドリアの染まらない部分でCa^<2+>濃度上昇が速いことがわかった。この細胞のsarcomereの長さがほぼ2μmであり、Ca^<2+>濃度上昇の速い部分はT管と対応している可能性が高い。スパークの分布および薬理学的性質は、スパークが筋小胞体のryanodine receptor channelからの自発的Ca^<2+>放出であることを示唆する。Ca^<2+>transientの初期にスパークに酷似した微小領域でのCa^<2+>濃度上昇が多数の地点で観察されたことは、スパークがCa^<2+>放出の単位であり、これが細胞質全体で同時に発生したものが収縮時のCa^<2+>transientであることを示す。Isoproterenolやforskolinによるスパークの振幅増大はcAMP依存性のリン酸化等によりCa^<2+>放出の単位が修飾される可能性を示唆する。

High-speed walkthrough type total focus レ ー ザ ー 顕 micromirror と カ ル シ ウ ム 蛍 light プ ロ ー ブ fluo - 3 お よ び ミ ト コ ン ド リ ア に bureau in す る tetramethylrhodamine を with い て heart muscle cells の ス パ ー ク と shout ば れ る tiny areas で の non 伝 move sex の Ca ^ > < 2 + concentration rising の nature を beg し 検 た. The entire で in the cytoplasm of スパ スパ <s:1> <s:1> <s:1> まで occurs, and the ピ <s:1> まで まで まで まで <s:1> <s:1> time <e:1> is approximately 10ms and 35msであった, respectively. Ryanodine スパ スパ スパ を the release of を is completely に inhibited た た. The frequency of occurrence, amplitude of および, time of passing に of Nicardipine を and えな った った. The frequency of occurrence of Isoproterenol is および. The influence of に over time is を and the amplitude of えずにそ を increases させた. Electric 気 stimulus に よ り provoked し た Ca ^ < 2 + > transient の stand on ち が り の between about 5 ms の に Ca ^ > < 2 + concentration rising の speed い part と 遅 い section が sees ら れ た. Rise of Ca ^ 2 + > < の speed い part は に で rules about 2 microns interval distribution し て お り, ス パ ー ク の 発 raw す る site と consistent し て い た. Tetramethylrhodamine を ミ ト コ ン ド リ ア に bureau in さ せ て カ ル シ ウ ム と simultaneous determination す る と, ミ ト コ ン ド リ ア の dye ま ら な い part で Ca ^ 2 + < > concentration rising が speed い こ と が わ か っ た. こ の cells の sarcomere の long さ が ほ ぼ 2 microns で あ り, Ca ^ > < 2 + concentration rising の speed い part は T tube と 応 seaborne し て い が high い る possibilities. ス パ ー ク の distribution お よ び 薬 neo-confucianism は, the properties of ス パ ー ク が reinforced small cell body の ryanodine receptor channel か ら の since 発 Ca ^ 2 + > < release で あ る こ と を in stopping す る. Ca ^ 2 + > < transient の early に ス パ ー ク に resembles し た tiny areas で の Ca ^ 2 + < > concentration rising が most の site で 観 examine さ れ た こ と は, ス パ ー ク が Ca ^ 2 + > < release の 単 a で あ り, こ れ が cytoplasm all で に at the same time born 発 し た も の が 収 shrinkage when の Ca ^ < 2 + > transie ntである とを shows す. Isoproterenol や forskolin に よ る ス パ ー ク の raised large amplitude は cAMP dependency の リ ン acidification and に よ り Ca ^ 2 + < > release の 単 a が modified さ れ を る possibility in stopping す る.

项目成果

田中光: "Two dimensional millisecond analysis of intracellular Ca^<2+> sparks in cardiac myocytes by rapid scanning confocal microscopy : increase in amplitude by isoproterenol." Biochemical and Biophysical Research Communications. (in press).

Hikaru Tanaka：“通过快速扫描共聚焦显微镜对心肌细胞内 Ca^2+ 火花进行二维毫秒分析：异丙肾上腺素增加振幅。”（正在出版）。