Physiological implications of the action potential in the zebrafish fast trunk muscle.

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本研究課題に先立ち、我々はゼブラフィッシュにおいて筋特異的に発現している電位依存性ナトリウムチャネル(Nav)をノックアウト個体を作成したところ、この個体の運動は野生型のものとほぼ同等であることを観察した。この個体は筋においてNavを欠失している可能性があるが、一般に筋のNavは筋収縮に必須であると考えられているため、ヒトなどとは異なりゼブラフィッシュでは他のサブタイプのNavが発現機能している可能性も考えられる。そのため本研究の遂行にあたりまず、Navを欠失した個体(NavKO)の筋においてパッチクランプ法によりナトリウム電流の計測を行ったところ、野生型ではナトリウム電流が計測された一方、NavKOではナトリウム電流が計測されなかった。このことからNavKOでは筋でNavが発現していないことが確認された。筋収縮の過程ではNavによる活動電位が形成され、それが筋細胞内でのカルシウム濃度の上昇を引き起こし、これが引き金になって筋が収縮することが知られている。NavKOにおいてもこのプロセスが同様に機能しているのかどうか調べるために、カルシウムインジケーターであるGCaMPを筋に導入して、カルシウム濃度変化を調べたところ、野生型と同様にNavKOにおいても筋収縮時にカルシウム濃度変化が起こることを明らかにした。これらの結果は、驚くべきことにゼブラフィッシュでは一般に筋収縮に必須であると考えられているNavがなくても筋が機能することを示している。