消化管における自発収縮機構の解明

• Project/Area Number: 13770043
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General pharmacology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山澤 徳志子 (高橋 徳志子) 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (00282616)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2001: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: カルシウム / 平滑筋 / スローウエーブ

Research Abstract

消化管平滑筋の膜電位は常に変動しており、周期的な膜電位の振動はスローウエーブ"slow wave"と言われている。消化管平滑筋は、スローウエーブの脱分極相が活動電位の発生の引き金となり、活動電位発生中に細胞内にカルシウムが流入することによって収縮する。また、消化管には間質細胞(interstitial cells of Cajal;カハール細胞)という特殊な細胞がネットワークを形成して筋層間に存在し、カハール細胞が周期的な収縮をつくり出すペースメーカー細胞と考えられている。しかしながらカハール細胞がどのように平滑筋細胞を制御するかについては不明な点が多い。これらの事を明らかにする目的で、前年度確立した初代培養細胞系でカハール細胞の細胞内カルシウム濃度([Ca^<2+>]_i)を調べた。カハール細胞がネットワークを形成していない時は、周期的な[Ca^<2+>]_i濃度上昇は観察されなかった。複数の細胞でネットワークを形成したカハール細胞は周期的で、ほぼ同期して、かつ細胞全体で[Ca^<2+>]_i上昇を起こした。この周期的な[Ca^<2+>]_ia濃度上昇はギャップ結合の阻害剤により抑制された。静止時には、局所での[Ca^<2+>]_i上昇も見られた。Ca^2ポンプの取込み阻害薬を処理すると、局所的[Ca^<2+>]_i上昇と自発的[Ca^<2+>]_i上昇の両方が阻害された。以上の結果より、自発活動発生には細胞内カルシウムストアの関与が重要であること、カハール細胞のネットワーク形成が必要であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] T.Yamazawa, M.Iino: "Simultaneous imaging of Ca^<2+> signals in interstitial cells of Cajal and longitudinal smooth muscle cells during rhythmic activity in mouse ileum"Journal of Physiology(Lond). 538. 823-835 (2002)
• [Publications] Oyamada, et al.: "Novel Mutations in C-terminal Channel Region of the Ryanodine Receptor in Malignant Hyperthermia Patients"Jpn.J. Pharmacol.. 88. 159-166 (2002)
• [Publications] Fujiwara et al.: "Reduced IP_3 sensitivity of IP_3 receptor in Purkinje neurons"Neuro Report. 12. 2647-2651 (2001)
• [Publications] Miyakawa et al.: "Ca^<2+>-sensor region of IP_3 receptor controls intracellular Ca^<2+> signalling"EMBO Journal. 20. 1674-1680 (2001)