心筋に於けるCa2+活性化クロライドチャネルの機能と細胞内調節機構の解明

阐明心肌Ca2+激活氯通道的功能和细胞内调节机制

• 批准号: 07670049
• 负责人: 川野 誠子
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07670049/
• 关键词: クロライド電流; パッチクランプ; カルシュウム; 心筋細胞

本研究では心筋細胞膜に存在するCa^<2+>活性化クロライドチャネル,IC1(Ca),をPatch Clamp法を用いて生理学的機能、細胞内での調節機構、またどのようなシグナル伝達系により修飾をうけるかを明らかにする事を目的とする。特に細胞内Ca^<2+>負荷の時にこの電流は重要な意義を持つと予想されるので、細胞内Ca^<2+>貯蔵庫である筋小胞体との関連、相互作用を理解する事を目的とする。本年度は兎の心室筋細胞を単離し、Patch Clamp法を用いWhole Cell Clampで細胞内の種々のCa^<2+>濃度によるこのチャネルの活性化を検討した。その結果、細胞内Ca^<2+>濃度が1nM以下の場合はIC1(Ca)は活性化されず0.01μM以上で初めて活性化されることが解った。またCa^<2+>濃度を増加させるとIC1(Ca)の電流値は濃度依存性に増大した。しかし、その電位依存性の性質はCa^<2+>濃度により影響を受けなかった。次に、細胞外からのCa^<2+>流入と、細胞内Ca^<2+>貯蔵庫である筋小胞体からのCa^<2+>放出がIClCaの活性化にどのように関与しているかを以下の薬剤を用いて検討した。細胞外液をCa^<2+>を含まない溶液を用いたり、LタイプCa^<2+>チャネルブロッカーであるDihydropyridineを投与すると、IC l(Ca)は完全に抑制された。また、筋小胞体からのCa^<2+>放出を抑制するRyanodine,Caffeineの投与、筋小胞体へCa^<2+>取り込みを抑制するThapsigargineの投与によりICl(Ca)は完全に抑制された。以上の結果により、ICl(Ca)はDihydropyridine Ryanodineを介する“Ca^<2+>-induced Ca^<2+>release"機構により活性化されていることが判明した。次に、ICl(Ca)のチャネルの孔のイオン選択性をCl^-をBr^-,I^-,F^-.NO^<3->等で検討した。細胞外液のCl^-をBr^-,I^-,SCN^-でチャネルコンダクタンスはSCN^-,I^-,Br^-ではCl^-より大であった。またこれらのイオンのCl^-に対する透過性を求めるために、それぞれのイオンでの逆転電位を求めGoldman-Hodgkin-Katzの式よりCl^-に対する透過性(P_<anion>/PCl)を求めた。イオン透過性の順番はSCN^->I‐Br^->Cl^-であり、Eisennmannの式の(1)に相当した。これらの結果は既知のクロラドイチャネルである、GABAレセプター、Glysinレセプターと同一でありチャネルの孔のイオン選択性が類似していることを示している。以上の結果はJournal of Physiology1995に発表した。

In this study, we investigated the physiological functions, intracellular regulatory mechanisms, and modifications of Ca^<2+> activation, IC1 (Ca), and Patch Clamp methods in the cardiac muscle cell membrane. In particular, intracellular Ca^<2+> loading and current flow are important for understanding the relationship and interaction between intracellular Ca^<2+> storage and tendon cells. This year, the Whole cell clamp method was used to investigate the intracellular Ca^<2+> concentration and activation of ventricular muscle cells. When the intracellular Ca^<2+> concentration is less than 1nM, IC1 (Ca) is activated at 0.01μM or more. The current value of IC1 (Ca) increases with increasing Ca^<2+> concentration. The potential-dependent properties are affected by Ca^<2+> concentration. In addition, extracellular Ca^<2+> influx, intracellular Ca^<2+> storage, muscle cell Ca^<2+> emission, IClCa activation, and the following chemical agents are used to investigate. Extracellular Ca^<2 +>-containing solutions were used to inhibit the growth of ICl (Ca). Ca^<2+> emission from muscle cells was inhibited by Ryanodine,Caffeine and Ca^<2+> emission from muscle cells was inhibited by Thapsigargine and ICl(Ca) emission was completely inhibited by Ryanodine, Caffeine. The above results indicate that ICl(Ca) is activated by Ca^<2+>-induced Ca^<2+>release mechanism mediated by Dihydropyridine Ryanodine. In addition, the selectivity of ICl(Ca) in the pore formation is discussed by Cl^-Br^-,I^-,F^-.NO^, <3->etc. Cl^-Br^-,I^-,SCN^-, Cl ^-,Br^-, Cl ^-, Br ^-,Br^-,Br ^ The Goldman-Hodgkin-Katz equation for Cl^-is used to determine the permeability (P/Cl) of Cl^-<anion>. The order of transmittance is SCN^-&gt;I‐Br^-&gt;Cl^-, which corresponds to Eisennmann's formula (1). The results of this study are similar to those of the previous study. These results were reported in Journal of Physiology1995.

项目成果

Sakai F.,Kawano S.& Hiraoka M.: "Electrophysiological effects of B-blocking agent,tilisolid on isolated guinea-pig ventricular myocytes." Cardiovascular Pharmacology & Therapeutics. 1. 41-48 (1996)

酒井 F.，河野 S.

Kawano S.,Hirayama Y.& Hiraoka M.: "Activation mechanism of [Ca^<2+>]i-sensitive transient outward current in rabbit ventricular myocytes." Journal of Physiology(London). 486. 593-604 (1995)

河野 S.，平山 Y.

Kawano S.,Hirayama Y.& Hiraoka M.: "Intracellular regulation of calcium-activated anion channel in rabbit ventricular myocytes." Heart Vessels. Suppl 9. 123-125 (1995)

河野 S.，平山 Y.