破骨細胞イオンチャネルとカルシトニンの受容体情報伝達機構

• Project/Area Number: 07672033
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional basic dentistry
• Research Institution: Fukuoka Dental College
• Principal Investigator: 岡部 幸司 福岡歯科大学, 歯学部, 助教授 (80224046)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 1995: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 破骨細胞 / カルシトニン / 脱分極 / 細胞内Ca^<2+>濃度 / Ca^<2+>流入経路 / Patch clamp法 / 内向き整流K^+電流 / 新生児ラット

Research Abstract

破骨細胞に対しカルシトニン(CT)は骨吸収抑制を示すが、我々は前年度の一般研究(C)において、CTは破骨細胞に存在する内向き整流K^+チャネル(Ik_<in>)を抑制することを報告した。今回、このCT受容体とイオンチャネルの連関が細胞内情報伝達系をどの様に修飾するかを調べるため、新生児ラット長管骨より採集した破骨細胞を用い検討した。
まず、Patch clamp法のcurrent clamp modeにおいて、採集した破骨細胞の膜電位の分布を多数例で検討した結果、膜電位が-70mV付の細胞と0mV付近の細胞とが観察された。この内、深い膜電位を有する細胞にCTを投与すると持続的な脱分極状態に移行した。この現象は膜コンダクタンスの減少を伴っているのでIk_<in>の抑制による結果と考えられた。次に、このCTによる脱分極がどの様に細胞内情報伝達系を調節するかを検討するため、セカンドメッセンジャーの候補の一つと考えられる細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)の変化をFura-2顕微測光法で測定した。まず、静止状態における破骨細胞の[Ca^<2+>]_iは低い細胞群(50nM付近)と高い細胞群(100nM付近)とが存在した。この内、低い細胞は高K^+溶液の脱分極刺激により[Ca^<2+>]_iが急激に上昇した。しかしながら、CTに関しては、投与により[Ca^<2+>]_iが上昇する細胞と変化しない細胞が存在した。この[Ca^<2+>]_iの上昇は細胞外液Ca^<2+>の除去により消失することや、細胞内Ca^<2+>貯蔵部位の機能を抑制した条件でも認められることより脱分極により活性化される電位依存性のCa^<2+>流入経路(VIC)が膜に存在すると考えられた。また、このVICは従来のCa^<2+>チャネルブロッカーでは抑制されなかった。
以上のことより、ラット破骨細胞に対してCTはその作用の一つとしてIk_<in>を抑制することにより膜電位を脱分極させること、その結果、VICを活性化し[Ca^<2+>]_iを上昇させることが解かった。
また、補助金により購入したPatch clampアンプは、Patch clamp法において電気現象を記録する目的に、また、防振台は実験装置の除振の目的に使用した。