心筋緩徐活性型遅延整流性カリウムチャネルにおけるKCNE蛋白の機能的意義

KCNE蛋白在心肌慢激活延迟整流钾通道中的功能意义

• 批准号: 18700389
• 负责人: 豊田 太
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Shiga University of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700389/
• 关键词: 心筋細胞; イオンチャネル; 不整脈; パッチクランプ法; RNA干渉法; 心筋電気生理学; カリウムチャネル; 分子生物学; 遺伝子導入実験; 薬理学

KCNQ1は心臓に発現する主要なカリウムチャネルのひとつで,遺伝子変異に伴うKCNQ1チャネルの機能異常は致死性不整脈を誘引するQT延長症候群の原因となる.心筋KCNQ1チャネルはそのアクセサリサブユニットであるKCNE1と会合し,活動電位の再分極過程を担う緩徐活性型遅延整流性カリウム電流(I_<Ks>)を構成することが知られている.一方,心臓にはKCNE1と構造的に類似した他のKCNEタンパク質(KCNE2からKCNE5)の発現しており,異種性の共発現実験ではこれらもKCNQ1チャネルと機能的に会合することが知られている.本研究では,心筋KCNQ1チャネルの機能調節における各種KCNEタンパク質(特にKCNE3に着目)の機能的意義についてパッチクランプ法を用いて検討した.KCNQ1を恒常発現させたCHO細胞にKCNE1を一過性に発現させると心筋I_<Ks>に類似した電流が得られたが,KCNE3を導入すると常時活性化型のカリウム電流が誘発した.そこでKCNE1とKCNE3を共発現するとKCNQ1/KCNE1電流とKCNQ1/KCNE3電流の両方が誘発した.このことからKCNE3はKCNE1存在下でもKCNQ1と会合できることが示唆された.次にモルモット心室筋細胞にRNA干渉法を適用し,KCNE1ならびにKCNE3の発現抑制が電気活動におよぼす効果を検討した.モルモットの各KCNE遺伝子をクローニング・配列決定を行い,siRNAを作製した.KCNE1を標的としたsiRNAを導入するとI_<Ks>が約70%抑制され,活動電位が延長した.一方,KCNE3のノックダウンはI_<Ks>に影響せず,脱分極直後に速やかに活性化される小さな外向きを抑制し,やはり活動電位の延長を引き起こした.これらの結果からモルモット心筋再分極過程にKCNE1のみならずKCNE3も寄与する可能性が示唆された.

KCNQ1 is the main cause of QT prolongation syndrome due to cardiac failure, and the cause of QT prolongation syndrome due to abnormal KCNQ1 function and fatal irregular pulse. KCNQ1 is a new type of active potential and its repolarization process is responsible for the slow active delay rectifier current (I_).<Ks>On the one hand, the core structure of KCNE 1 is similar to that of KCNE 2 and KCNE 5, and the heterogeneous co-occurrence of KCNE 1 is similar to that of KCNE 1. In this study, we investigated the functional significance of KCNE1 protein (especially KCNE3 protein) in the functional regulation of KCNE1 protein. KCNE1 protein was detected constantly in CHO cells, KCNE1 protein was detected transiently, KCNE3 protein was induced transiently, and KCNE3 protein was induced by KCNE3 protein.<Ks>KCNE1 and KCNE3 are the two current sources, KCNQ1/KCNE1 and KCNQ1/KCNE3. KCNQ 1 and KCNE 3 meet in the presence of KCNE 1. Next, the RNA stem method for ventricular muscle cells was applied to investigate the effects of KCNE1 and KCNE3 on the inhibition of electrical activity. KCNE gene expression was determined by siRNA targeting. KCNE1 gene expression was inhibited by siRNA targeting by 70% and the activity potential was prolonged.<Ks>On the one hand, KCNE 3 has a strong influence on the reaction, and after depolarization, the reaction speed is increased, the reaction activity is decreased, and the reaction potential is prolonged.<Ks>The result shows that the probability of KCNE 1 and KCNE 3 repolarization is very high.

项目成果

Functional regulation of cardiac KCNQ1 channel by association of KCNE3

KCNE3 联合对心脏 KCNQ1 通道的功能调节

• 发表时间: 2008
• 作者: Toda H;Muraki-Oda S;Toda et al.;Toyoda et al.;Zankov et al.;Toyoda et al.;Toyoda F
• 通讯作者: Toyoda F

RNA干渉法によるKCNE遺伝子のノックダウンがモルモット心室筋細胞の電気活動におよぼす影響

RNA干扰法敲低KCNE基因对豚鼠心室肌​​细胞电活动的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: Toda H;Muraki-Oda S;Toda et al.;Toyoda et al.;Zankov et al.;Toyoda et al.;Toyoda F;豊田 太;豊田 太
• 通讯作者: 豊田 太

Stimulatory action of protein kinase Cε isoform on the slow component of delayed rectifier K^+ current in guinea-pig atrial myocytes

蛋白激酶Cε亚型对豚鼠心房肌细胞延迟整流K^+电流慢成分的刺激作用

• 发表时间: 2007
• 期刊: Br J Pharmacol 150
• 作者: Toda H

Modulation of functional properties of KCNQ1 channel by KCNE1 and KCNE2

KCNE1 和 KCNE2 对 KCNQ1 通道功能特性的调节

• 发表时间: 2006
• 期刊: Biochem Biophys Res Commun 344 (3)
• 作者: Toda H;Muraki-Oda S;Toda et al.;Toyoda et al.
• 通讯作者: Toyoda et al.

Angiotensin II Potentiates the Slow Component of Delayed Rectifier K+ Current via the AT1 Receptor in Guinea Pig Atrial Myocytes

• DOI: 10.1161/circulationaha.104.530592
• 发表时间: 2006-03
• 期刊: Circulation
• 影响因子: 37.8
• 作者: D. Zankov;M. Omatsu-Kanbe;T. Isono;F. Toyoda;W. Ding;H. Matsuura;M. Horie