哺乳動物卵に於ける細胞内Caイオン遊離機構の生理学的解析

哺乳动物卵细胞内钙离子释放机制的生理分析

• 批准号: 03670044
• 负责人: 宮崎 俊一
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Women's Medical 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03670044/
• 关键词: 哺乳動物卵; 受精; 細胞内カルシウム遊離; イノシト-ル3リン酸; イノシト-ル3リン酸受容体; 単クロ-ン抗体; カルシウム波; カルシウム振動

細胞内カルシウムイオン(Ca)は,二次メッセンジャ-として種々の重要な細胞機能を制御する。受精卵に於ては,表層顆粒の開口分泌を誘発して複数の精子の侵入を防ぐとともに,休止していた卵を代謝的に活性化して細胞分裂をもたらす引き金として重要な機機能を果たす。Ca増加機序として細胞内Ca貯蔵部位(Caストア)からの遊離があり,イノシト-ル三リン酸(IP_3)によって誘発されるIP_3ーinduced Carelease(IICR)と,Ca自身によって誘発されるCaーinduced Ca release(CICR)が知られている。本研究では,Caストア膜上に存在するIP_3受容体に対する単クロ-ン抗体(mAb)(大阪大学蛋白研究所,御子柴教授の研究室による)がIICRを機能的にブロックするという重要な知見を得,ハムスタ-卵に於けるCa遊離機構を生理学的に解析した。予めmAbとCa指示薬fura2を卵細胞内に注入し,1〜2時間後にIP_3をマイクロピペットから電流パルスで細胞内に注入し,遊離したCaをfura2蛍光による画像解析により記録した。mAb,の一つでIP_3受容体のCaチャンネル部位附近を認識する18A10は,濃度依存性にIICRを非競合的に抑制することを明らかにした。ハムスタ-卵は受精時に精子附着部位からの伝播性のCa増加と,くり返すCa増加を示す。抗体18A10は,このCa waveとCa oscillationをともに濃度依存的にブロックすることを明らかにした。他方,Ca注入によっても伝播性のCa遊離がおこり,CICRの存在を示唆するが,これもIP_3受容体抗体でブロックされることを見出した。このように,哺乳動物卵受精には,IP_3によるCa遊離機構が一義的なメカニズムとして実際に機能しており,IP_3受容体がCa waveとCa oscillationという,空間的,時間的シグナル伝達に主要な役割を果たすことを初めて明らかにした。研究結果を論文としてまとめあげ,‘Science'誌に投稿した。

Intracellular calcium (Ca) controls important cellular functions in secondary metabolism- The fertilized egg is activated by the secretion of surface particles, which prevents the invasion of a plurality of sperm, stops the metabolism of the fertilized egg, and induces cell division. The mechanism of Ca increase in the intracellular Ca storage site (Ca ~(2 +)) was investigated by the release of Ca ~(2 +) induced by IP_3 (IP_3) and Ca ~(2 +) induced by Ca ~(2 +) release(CICR). In this study, we obtained important insights into the function of the IICR and analyzed the physiology of Ca free mechanisms by identifying antibodies (mAbs) against IP_3 receptors present on Ca free membranes (in the laboratory of Professor Oshiba, Osaka University Protein Research Institute). 1 ~ 2 hours after the intracellular injection of mAb and Ca into the egg, the intracellular injection of IP_3 and Ca into the egg was analyzed. 18 A10, 18 A10, 18 A10 A10, 18A10, 18A10 A10, 10 A10 A10, 10 A10 A1 The increase of Ca in the sperm attachment site during fertilization is indicated by the increase of Ca in the sperm attachment site. Antibody 18A10 is a Ca wave. Ca oscillation is concentration-dependent. In addition, the existence of CICR was demonstrated by Ca injection and Ca free ion, and the presence of IP_3 receptor antibody was also demonstrated. In this case, the fertilization mechanism of mammalian eggs is the same as that of Ca wave and Ca oscillation in IP_3 receptor, and the spatial and temporal mechanisms of Ca wave and Ca oscillation are the main functions of Ca wave and Ca oscillation. The results of the study were published in the journal Science.

项目成果

S.Miyazaki: "Repetitive calcium transients in hamster eggs." Cell Calcium. 12. 205-216 (1991)

S.Miyazaki：“仓鼠蛋中重复的钙瞬变。”

S.Miyazaki et.al.: "Signal transduction of gamete interaction and intracellular calcium release at fertilization of mammalian eggs." In“Biology of Germ Cell LinesーIn Animals and Man"eds.H.Mohri,M.Takahashi and C.Tachi.

S. Miyazaki 等人：“哺乳动物卵受精时配子相互作用和细胞内钙释放的信号转导”，《生殖细胞系生物学——动物和人类》，H. Mohri、M. Takahashi 和 C.太极。

S.Miyazaki: "Cell signalliny for intracellular Ca wave and Ca oscillations." Neurosci.Res.Suppl16. X1 (1991)

S.Miyazaki：“细胞内 Ca 波和 Ca 振荡的细胞信号。”

S.Miyazaki: "Intracellular calcium release mechanism in hamster eggs." Biomed,Res.12. 185-187 (1991)

S.Miyazaki：“仓鼠卵中的细胞内钙释放机制。”

S.Miyazaki et al: "Inhibitory effect of IP_3 receptor monoclonal antibody on IP_3ーinduced calcium release in hamster eggs." Jpn.J.Physiol.41. S45 (1991)

S.Miyazaki 等人：“IP_3 受体单克隆抗体对仓鼠卵中 IP_3 诱导的钙释放的抑制作用”Jpn.J.Physiol.41（1991）。