カルシトニン遺伝子関連ペプチドによる心筋イオンチャネル機能調節の分子機序の解明

阐明降钙素基因相关肽调节心肌离子通道功能的分子机制

• 批准号: 05780625
• 负责人: 小野 景義
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: 国立衛生試験所
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780625/
• 关键词: CGRP; calcium channel; potassium chaunel; electrophysiology; heart; endothelin; chronotropic effect; cAMP

本研究では、哺乳類心筋細胞のカルシウム電流(I_<Ca>)および遅延性カリウム電流(I_K)それぞれに対するカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の作用の細胞内分子機序を探ることを目的として実験を行なった。また、本研究遂行中に付帯的事項として、最近心血管系における役割が注目され、選択的拮抗薬の開発が話題となっている生体内活性ペプチド、エンドセリンの電気生理学的作用に関し、極めて興味深い事実が判明した。1.CGRP作用のイオンチャネル特異性とそれに介在するcAMPの役割についての検討記録電極を通じてcAMPを細胞内へ直接投与し、I_<Ca>、I_K両電流に対する活性化作用を調べた。whole-cell clamp成立の瞬間からI_<Ca>とI_Kとの両膜電流の変化を観察した結果、(i)cAMPの細胞内灌流によりI_<Ca>、I_K共に活性化されるがその時間経過は前者が数10秒程度先行すること、(ii)cAMPの作用が平衡に達した時点では、I_<Ca>、I_K共に同程度の増大率に達することが明らかとなった。これらの結果は、cAMP以降両イオンチャネルに至る経路に、(1)介在する酵素(群)の反応速度に違いがあるか、或いは(2)それらの酵素(群)のcAMP感受性自体に差がある可能性を想定しなければ説明がつかない。この点につき、現在種々の濃度のcAMPあるいはAキナーゼの触媒サブユニットを細胞内に直接適用することによる両電流の増大率を定量的に検討中である。cAMPの細胞内局所濃度を光学的に測定する方法も検討中である。2.エンドセリン(ET)の心筋活動電位に対する作用とそのイオン機序エンドセリンは強力な心搏数増大作用および心収縮力増大作用を有することが知られているが、心筋活動の基礎をなす各種イオンチャネルの機能に対する作用は殆ど未解明である。本研究により、以下の事実が明らかとなった。ET-1は比較的低濃度より静止膜電位を過分極させ、活動電位の持続時間を短縮させた。この作用はBQ123で遮断されたことよりET_A受容体を介したものであると考えられた。この作用のイオン機序を膜電位固定法により解析した結果、ET-1はETA受容体を介して、I_<Ca>を抑制し、アセチルコリン性カリウムチャンネル(I_<K(ACh)>)を活性化させることが判明した。さらに、これらETの電気生理学的作用の細胞内機序につき、基礎的検討を加えた結果、GTP結合蛋白質および細胞内cAMPの産生制御の関与が示唆された。現在、これらの細胞内機序につき、引き続き更に詳細に検討中である。

The purpose of this study was to explore the <Ca>intracellular molecular mechanisms underlying the role of CGRP in mammalian cardiac muscle cells. In this study, we conducted a series of studies to identify the most important and interesting aspects of the development of selective antagonists in cardiovascular system. 1. The specificity of CGRP action in cell activation is mediated by cAMP activation, and the activation of I_<Ca>, I_K currents is mediated by cAMP direct intracellular administration. The change of membrane current from I_<Ca>to I_K at the moment when the whole-cell clamp was established was observed.(i) The time period for the co-activation of I_and I_K by cAMP in intracellular perfusion <Ca>was about 10 seconds before the former.(ii) The time point at which the cAMP action reached equilibrium was about the same as that of I_<Ca>and I_K. These results include: (1) the possibility that cAMP is produced in a reduced manner in the pathway;(2) the possibility that the enzyme (s) are not responsive to cAMP; or (3) the possibility that cAMP is not responsive to cAMP. The concentration of cAMP in the cell is directly applicable to the increase rate of current. The method of measuring intracellular cAMP concentration is discussed. 2. The effect of the cardiac muscle activity potential on the heart rate and contractile force is almost unknown. This study is aimed at the following issues. ET-1 is relatively low in concentration, the resting membrane potential is too high, and the duration of the active potential is short. This action is BQ123. The mechanism of this action was analyzed by membrane potential fixation method, and ET-1 was identified as an ETA receptor mediator, an I_<Ca>(2) inhibitor, and an active ET-1 receptor (I_(2)). In this paper, the effects of ET on the intracellular mechanism, the results of basic research, the relationship between GTP binding protein and the regulation of intracellular cAMP production are discussed. Now, this is the intracellular mechanism, the introduction of more detailed research in the discussion.

项目成果

Ono,K. et al.: "Endothelins inhibit calcium current and stimulate potassium current through ETA receptors in guinea-pig atrial myocytes." Japanese Journal of Pharmacology. 64 Supple I. 307 (1994)

小野，K.

Eto,K. et al.: "Negative chronotropic effect of endothelin mediated by through ETA receptor in guinea-pig atria." Japanese Journal of Pharmacology. 64 Supple.I. 99 (1994)

埃托，K.