異なる起電性細胞膜プロトンセンサー間の相互作用とプロトンシグナリング機能単位

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破骨細胞にはCa-sensing機構が備わっており、細胞外Caが上昇すると骨吸収機能は抑制される。このCa-sensing応答におけるプロトンセンサーのモーダルシフトについて、細胞膜に発現する起電性プロトン(H^+)センサーである電位依存性H^<+>チャネルと空胞型H^<+->ATPase(V-ATPase)の動作条件・メカニズムを検討した。細胞外Ca濃度を1-40mMの範囲で増加させると、H^+チャネル、V-ArPase電流とも可逆的に減少した。Ca刺激は膜容量も減少させ、水溶性色素の細胞内取り込みを増強したことからendocytosisを促進することが明らかになった。V-ATPaseの特異的ブロッカーであるbafilomycinを投与したり、PI3kinaseインヒビター(wortmanninなど)でV-ATPaseの細胞膜へのリクルートメントを阻害するとCaによるendocytosisは抑制された。V-ATPase電流と膜容量変動の定量的検討から、endocytosis/exocytosisによるV-ATPaseのturnoverは静止状態でも常時生じており、Caは細胞膜V-ATPaseのinternalizationを促進し酸分泌を抑制すると推測した(投稿中)。一方H^+チャネル電流はBafilomycin存在下でもCaで減少し、エンドサイトーシスを介さないV-ArPaseとは独立した抑制機構が示唆された。H^+動態のシミュレーションモデルではピペット溶液のバッファー濃度が十分高いと細胞質バルク溶液内でpH勾配は殆ど発生せず、酸分泌時のpH勾配の変化は細胞膜近傍でのみ生じると推定された。この他、培養破骨細胞に酸感受性の陽イオンチャネル(HCN)を同定し、細胞外酸性化で電流量が増加することを確認した。これらの結果の一部は米国および日本骨代謝学会などで発表した。