海馬錐体細胞における形質膜のカルシウムイオン透過性と細胞変性の関連

海马锥体细胞质膜钙离子通透性与细胞变性的关系

• 批准号: 60217001
• 负责人: 小沢 瀞司
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Special Project Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60217001/
• 关键词: グルタミン酸; カルシウムイオン透過性; 海馬錐体細胞; パッチクランプ法

グルタミン酸および構造類似の酸性アミノ酸投与が中枢神経細胞の壊死を招くことから、グルタミン酸の過剰を中枢神経系の変性疾患の成因の一つとする仮説がある。一方高濃度のカルシウムイオン(【Ca^(2+)】)の細胞内への貯留が細胞死をもたらすことが知られている。従って本研究ではグルタミン酸が中枢神経細胞形質膜の【Ca^(2+)】透過性にどのような影響を与えるかを定量的に明らかにすることを試みた。実験は胎生17〜20日目のラット胎児の海馬錐体細胞を初代培養し、細胞全体の膜電流を測定するパッチクランプ法を適用し、種々のイオン環境下でグルタミン酸感受性電流を記録することによって行った。培養海馬錐体細胞のグルタミン酸感受性チャンネルの活性化に必要なグルタミン酸濃度は5μMであり、330μMで反応は飽和に達した。またグルタミン酸を数秒間以上持続的に投与しても脱感作による反応の減弱は見られなかった。グルタミン酸感受性チャンネルは陽イオンのみを透過させ、ナトリウムイオン(【Na^+】)をはじめとするアルカリ金属イオンに対してはほぼ等しく高い透過性を示した。次に細胞外液からアルカリ金属イオンを除去して不透過な陽イオンで置換し、【Ca^(2+)】を定量的に加えると【Ca^(2+)】濃度の増加に伴い、グルタミン酸感受性電流は増大し、その反転電位は脱分極側に移動した。よって【Ca^(2+)】はグルタミン酸感受性チャンネルを透過することが結論された。これに反して、マグネシウムイオン(【Mg^(2+)】)の透過性はきわめて低かった。定電場理論に従うと、グルタミン酸存在下での形質膜の【Na^+】の透過係数を1とした場合の【Ca^(2+)】および【Mg^(2+)】の相対的透過係数はそれぞれ、2.4,0.1であった。以上の結果はグルタミン酸が中枢神経細胞の形質膜を介する【Ca^(2+)】の細胞内への流入を持続的に促進することを示しており、このことが神経細胞の変性の一つの原因となりうることを示唆する。

A study on the effects of acid on the death of central nervous cells and the causes of various diseases in the central nervous system A high concentration of Ca^(2+) causes intracellular retention and cell death. In this study, the effects of calcium on the permeability of plasma membrane in central nervous system cells were studied quantitatively. Hippocampus pyramidal cells from 17 to 20 days of fetal life were cultured in primary culture, and the membrane currents of the whole cells were measured. The acid concentration of cultured hippocampal pyramidal cells was 5μM and 330μM, respectively. Moreover, the reduction in the reaction caused by the release of solid acid for more than a few seconds has been observed. The acid sensitivity of the compound is determined by the transmittance of the compound (Na^+), which is determined by the transmittance of the compound (Na^+). In addition, the removal of the extracellular fluid from the cell due to the increase in the concentration of Ca ^(2 +), the increase in the acid-sensitive current, and the shift in the reverse potential from the polarization side. [Ca^(2+)] is the acid sensitivity factor. The transmission of Mg^(2+) is very low. According to the theory of constant electric field, the transmittance coefficient of [Na^+] in the plasma membrane in the presence of acid is equal to 1, and the transmittance coefficient of [Ca^(2+)] and [Mg^(2+)] is equal to 2.4, 0.1. These results indicate that the intracellular influx of Ca^(2+) into the plasma membrane of central neurocytes is promoted by acid, and that the intracellular influx of Ca^(2+) into the plasma membrane is promoted by acid.

项目成果

J.Physiol.Soc.Japan. 47-8・9. (1985)

日本生理学杂志 47-8・9 (1985)。