透過イオンの「流れ」に依存するチャネルブロックの分子内機構の解明
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20K07283
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48020:Physiology-related
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
柳 圭子 (石原圭子) 久留米大学, 医学部, 准教授 (70265990)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | イオンチャネル / カリウムチャネル / 内向き整流性 / 電位依存性ブロック / ｐH / プロトン / ポリアミン / 電位依存性 / ナトリウムイオン / 電気生理学 |
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| Outline of Research at the Start |
Kir2は心筋の静止電位を決める重要な内向き整流性K+チャネルであり、そのK+透過性は活動電位が生じると瞬時に失われて心筋収縮に必要な長い脱分極が作られる。これは細胞内の陽イオン性有機分子であるポリアミンが静電的作用によってチャネルに進入してK+透過をブロックするためだとされるが、ブロックが生じる電位域は細胞外（血清）K+濃度の変化に応じてK+の平衡電位と共に移動する。これは生理学的に重要な性質であるがその理由は分かっていない。本研究はポリアミンによるブロックがあたかもチャネルを透過するK+の流れによって制御されるかのごとく振舞うメカニズムを電気生理学的な手法によって解明することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年までに内向き整流性カリウムイオン(K+)チャネル電流の膜電位依存性を決める多価の陽イオンによるチャネル孔のブロックが見かけ上膜電位とK+の平衡電位の差に依存するメカニズムについて、これが細胞外K+濃度のみならず細胞内K+濃度にも依存することを示し、そのメカニズムを詳細に検討してきた。本年度は細胞内ナトリウムイオン（Na+）の作用についてこれまでのデータをもとに詳細に検討を行い、細胞内K+のみならず細胞内Na+にもブロックを安定化する作用があるのかという点について数式モデル等を用いて検討した。実験的には細胞内Na＋には細胞内K+と競合して弱い（浅い）ブロックを引き起こす作用があることを再確認し、細胞内Na+には細胞内K+と共にチャネル孔内の領域で多価陽イオンによるブロックを安定化（lock-in）する作用があると結論した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
細胞内Na+イオンの作用が複雑であるために解釈が難しく、さらにこれまでの低いK+イオン濃度で行った実験に不備があることが分かり再検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに得たデータを基に数理モデルを完成させ、論文を投稿する。
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Report
(4 results)
Research Products
(3 results)
