新規探索因子を用いた膜イオン輸送蛋白の細胞生理機能解析

使用新的搜索因子分析膜离子转运蛋白的细胞生理功能

• 批准号: 09273255
• 负责人: 重川 宗一
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09273255/
• 关键词: Na; Ca交換体阻害薬; Isothiourea誘導体; ニッケルイオン; カルシウムシグナリング

本研究において我々は、多くの組織・細胞に存在するNa^+/Ca^<2+>交換体の細胞生理および病態における役割を検討するため、これまでに存在しないこの輸送系の特異的阻害薬を開発し、その作用機序を明らかにすると共に、これを用いてこの交換輸送体の機能及び作用機序を明らかにすることを目指している。最近我々は、isothiourea誘導体(KB-R7943)が心筋細胞Na^+/Ca^<2+>交換体(NCX1)による細胞へのCa^<2+>流入を選択的に阻害することを見い出した(J Biol Chem271,22391-22397,1996)。本年度の研究で、この薬剤が、神経組織などに発現するこの輸送体の他の分子種(NCX2およびNCX3)に如何なる作用を及ぼすか各分子種cDNAをCCL39細胞に発現させて検討したところ、この薬剤はNCX1およびNCX2に対しては同程度、NCX3に対しては約3倍強力に阻害することが明らかになった。また、この薬剤の特定の側鎖を変更すると分子種間の阻害活性の差異が消失することが観察された。また、この際、NCX1の古典的な阻害剤である金属イオン(Ni^<2+>、Co^<2+>など)などの影響を検討したところ、これらのイオンは、NCX3に対してはNCX1、NCX2よりも約10倍阻害活性が弱いことが判明した。現在、NCX1とNCX3のキメラを作成し、これらの薬理学的差異を利用して薬剤の作用部位・機序などを検討している。また、Na^+/Ca^<2+>交換体(NCX1)をCCL39細胞に過剰発現させて細胞膜作用系(Ca^<2+>依存性K^+チャネル、Na^+/Ca^<2+>交換体、インテグリン介する細胞接着反応)の機能変化を調べたところ、これらは著明に抑制されていた。そこで細胞をトロンビンで刺激しconfocal Ca^<2+> imagingを行ったところ、細胞質周辺部分の濃度上昇が抑制されているのが観察された。一方、この細胞の細胞内ストアCa^<2+>含量、ER膜と形質膜Ca^<2+>ポンプ含量及び細胞増殖はコントロールと差異を認めず、この細胞モデルでは、細胞膜近傍のCa^<2+>シグナリングが特異的に抑制されている可能性が示唆された。

In this study, we investigated the cytophysiological and pathological mechanisms of Na^+/Ca^<2+> exchangers in many tissues and cells, and indicated the development, mechanism of action, and function of Na ^+/Ca ^<2+> exchangers in transport systems. Recently, I have reported that isothiourea inducers (KB-R7943) inhibit Ca^+> influx into cardiac muscle cells by Na^+/Ca^+> exchangers (NCX1)(J Biol Chem271,22391- 22397, 1996). This year's study examined how the drug and other molecular species of the transporter (NCX2 and NCX3) function and how the cDNA of each molecular species is produced in CCL39 cells to the same extent as NCX1 and NCX2, and NCX3 to approximately 3 times more potent. The difference in the inhibitory activity between molecular species disappeared due to the change of the specific side lock of the molecule. In addition, the effects of metal (Ni^<2+>, Co^<2+>) on the classical resistance of NCX1 and NCX2 were investigated. Now, NCX1 and NCX3 are different from each other, and their biological differences are utilized. The action sites and mechanisms of NCX1 and NCX3 are discussed. The Na^+/Ca^<2+> exchanger (NCX1) regulates the development of cell membrane interaction systems (Ca^<2+>-dependent K^+ cell development, Na^+/Ca^<2+> exchanger, and cell membrane interaction) in CCL39 cells. In addition, the concentration of Ca^<2+> in the peripheral part of the cytoplasm was inhibited by the stimulation of the cell. The differences in intracellular Ca <2+> content, ER membrane and plasma membrane Ca <2 +> content, and cell proliferation between the two groups indicated that Ca <2+> content near the cell membrane and ER membrane could be specifically inhibited.

项目成果

Ikeda,T.et al.: "Iderclification of cytoplasmic subdomaino that control pH-sensing of the Na^+/H^+ exchanger(NHE1):pH-mantenance,ATP-sensitive,and flexible loopdomiy" J.Biochem(Tokyo). 121. 295-303 (1997)

Ikeda,T.et al.：“Iderclification of cytoplasmic subdomaino that control pH-sensing of the Na^ /H^ exchange (NHE1):pH-mantenance,ATP-sensitive,andflexible Loopdomiy”J.Biochem(东京)。

Wakabayashi,S.et al: "Calmodulin-binding autoinhibitory domain controls“pH-sensing"in the Na^+/H^+ exchange NHE1 through sefuence-specific interaction" Biochemistry. 36. 12854-12861 (1997)

Wakabayashi, S. 等人：“钙调蛋白结合自抑制结构域通过 Sefuence-特异性相互作用控制 Na^+/H^+ 交换 NHE1 中的“pH 感应””生物化学。36. 12854-12861 (1997)

Ikeda,T.et al: "Mechanism of inhubition of Na^+/H^+ exchanger(NHE1)by ATP deplation:Imphications for myocardial ischemia" Kluwer Academic Publishers, 189-197 (1998)

Ikeda,T.et al：“通过 ATP 去除抑制 Na^ /H^ 交换器 (NHE1) 的机制：对心肌缺血的影响” Kluwer 学术出版社，189-197 (1998)

Shigekawa,M.et al: "Regulatory mechanism of NHE1 isoform of Na^+/H^+ exchanger in cordiac and other tissues" Springer-Verlag Tokyo(in press),

Shigekawa,M.et al：“心脏和其他组织中 Na^ /H^ 交换器 NHE1 亚型的调节机制”Springer-Verlag Tokyo（印刷中），

Wakabayashi,S.et al.: "Molecular Physiology of Vertebrate Na^+/H^+ exchangers." Physiol.Rev.77. 51-74 (1997)

Wakabayashi,S.et al.：“脊椎动物 Na^ /H^ 交换器的分子生理学”。