プロテインキナーゼAによる破骨細胞カルシトニン感受性イオンチャネルの調節機構

申請者の平成9年度分の研究実績として、破骨細胞には細胞内cAMPの上昇およびproteinkinaseA(PKA)の活性化により内向き整流特性K^+電流が抑制される制御系が働くことが明らかとなり、カルシトニン(CT)もこのPKA系を介して、K^+チャネルのK^+透過機能を抑制することが解った。そこで、平成10年度はK^+チャネル以外のイオン輸送系に対するPKAによる調節機構の有無を検討した。実験には新生児ラットの長管骨より採集した成熟破骨細胞を用い、whole cell patch clamp法により膜電流を記録した。CTに関する実験例数を重ねていく内に、平成9年度の研究結果のように、K^+電流が抑制されるタイプの破骨細胞だけでなく、逆に、CTによりCl^-電流が活性化されるタイプの破骨細胞も存在することが明らかとなった。このタイプの破骨細胞はForskolinやdb-cAMP投与でも同様に電流が活性化され、このCTによるCl^-電流の活性化はPKA阻害剤によりほぼ抑制された。従って、PKAはCl^-チャネルに対してはイオン透過機能を促進的に調節していると考えられた。次に、Current clampモードにおいて、CTやForskolinを投与すると、膜電位は持続的な脱分極状態に移行するこより、CTはK^+チャネルの抑制やCl^-チャネルの活性化を介して、破骨細胞を脱分極させると考えられた。以上までのことより、破骨細胞には細胞内cAMPの上昇およびPKAの活性化によりK^+チャネルのKイオン透過機能が抑制される機構と、逆に、Cl^-チャネルのClイオン透過機能が活性化される機構という方向性の異なる2種類のチャンネル制御系が働くことが明らかとなった。また、この結果、破骨細胞が脱分極することも解った。このことより、PKAやCTは複数の細胞機能分子に対して同時にmulti-regulationを行うとものと考えられた。

申請者の平成9年度分の研究実績として、破骨細胞には細胞内cAMPの上昇およびproteinkinaseA(PKA)の活性化により内向き整流特性K^+電流が抑制される制御系が働くことが明らかとなり、カルシトニン(CT)もこのPKA系を介して、K^+チャネルのK^+透過機能を抑制することが解った。そこで、平成10年度はK^+チャネル以外のイオン輸送系に対するPKAによる調節機構の有無を検討した。実験には新生児ラットの長管骨より採集した成熟破骨細胞を用い、whole cell patch clamp法により膜電流を記録した。CTに関する実験例数を重ねていく内に、平成9年度の研究結果のように、K^+電流が抑制されるタイプの破骨細胞だけでなく、逆に、CTによりCl^-電流が活性化されるタイプの破骨細胞も存在することが明らかとなった。このタイプの破骨細胞はForskolinやdb-cAMP投与でも同様に電流が活性化され、このCTによるCl^-電流の活性化はPKA阻害剤によりほぼ抑制された。従って、PKAはCl^-チャネルに対してはイオン透過機能を促進的に調節していると考えられた。次に、Current clampモードにおいて、CTやForskolinを投与すると、膜電位は持続的な脱分極状態に移行するこより、CTはK^+チャネルの抑制やCl^-チャネルの活性化を介して、破骨細胞を脱分極させると考えられた。以上までのことより、破骨細胞には細胞内cAMPの上昇およびPKAの活性化によりK^+チャネルのKイオン透過機能が抑制される機構と、逆に、Cl^-チャネルのClイオン透過機能が活性化される機構という方向性の異なる2種類のチャンネル制御系が働くことが明らかとなった。また、この結果、破骨細胞が脱分極することも解った。このことより、PKAやCTは複数の細胞機能分子に対して同時にmulti-regulationを行うとものと考えられた。