心筋細胞の興奮・収縮機構

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本研究班は、心筋細胞の興奮収縮連関及びその制御機構を究明し、心筋細胞機能の生物科学的基盤を明確に捉えることを目標とする。研究主題の重点を(1)細胞膜におけるイオンチャネル機構,(2)アドレナリン・アセチルコリン受容体における細胞内過程、(3)心筋収縮性とエネルギー状態、の三つに置き解析を行なっている。以下主題別に本年度の経過を列挙する。(1)に関して、野間らはNaチャネル活性を単一チャネルレベルで測定する新しい膜電位固定法(オイル間隙法)を開発し、その特性を解析している。単一Caチャネルはパッチクランプ法により測定可能となり、大地らはCa拮抗薬、βアドレナリン作動物質の作用から、Caチャネル開閉のゲート過程の修飾機構を解析、又、平岡らは細胞膜障害時に出現する心筋異常自動能の発現機序の検討を行い、低K^+高Ca^<2+>条件下に誘発され易いことを見出した。外山らは心筋細胞接合部電流に及ぼす細胞内環境の影響を調べ、ATP依存性を明らかにした。(2)に関して、芳賀らはムスカリン性アセチルコリン受容体を精製し、受容体サブタイプと複数のG蛋白質との対応関係、相互作用の解明を行いつつある。多田らは、CAMP依存性に心筋小胞体Ca輸送調節を行うホスホランバンを発見し、その蛋白質一次構造をCDNAより決定し、さらに分子内機能部位の解析を行なっている。(3)に関して、遠藤らは細胞内Ca濃度変化を示すエクオリ収縮力を同時測定することにより、収縮蛋白質はCa感受性がアドレナリンα刺激で増し、β刺激で減少することを示した。松原らは、ミオシン分子の動きを高速X線回析法にて解析し、アクチンフィラメントへ移動する10ミリ秒ごとの時間経過と発生張力とがほぼ平行することを見いだした。櫨木らは、心筋活動の維持に必須なエネルギー状態を経時的無侵襲的に計測するため、組織吸収スペクトルの中からミトコンドリア近傍の環境を特異的に知る分光学的方法を解析しつつある。