ネコ・ウサギの副交感神経細胞に発生する膜電位・膜電流振動のメカニズムの解析

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04670084
• Research Institution: Kurume University
• Principal Investigator: 西村 俊彦 久留米大学, 医学部, 助手 (30172696)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 時政 孝行 久留米大学, 医学部, 助教授 (50155511)
• Keywords: 副交感神経節細胞 / 脱分極性膜電位振動 / 過分極性膜電位振動 / カルシウムポンプ / カルシウムチャネル / カルシウム誘起カルシウム放出 / 非不活化型ナトリウムチャネル

Research Abstract

本年度の主たる研究目的は、哺乳動物神経細胞に賦与されている電気的振動子の機序解明であった。本助成金により購入した三次元水圧式マニピュレーター等を用い、より安定した記録を得ることに成功し、以下の成果を挙げることができた。
1.ウサギ膀胱神経節細胞:過分極性膜電位振動モデルの構築。
(1)細胞外から細胞内への緩徐な持続性カルシウム(Ca)流入が起こる。
(2)細胞質Ca濃度がある閾値を越えると、細胞内Ca貯蔵部位からCa誘起性Ca放出(CICR)が起こり、細胞質Caが急激に増大する。
(3)増大したCaはCaポンプを活性化又は促進し、Caは速やかに元のレベルに回復する。
(1)-(3)の繰り返しにより細胞質Ca濃度の振動が発生するらしい。その振動に同期してCa依存性Kチャネル活性化及びCa依存性Clチャネルの不活化が起こり、膜電位・膜電流振動が発生している。以上を電気生理学的・薬理学的実験に基づき結論した(Soc.Neurosci.Abstr.Vol.18,1503,1992)。これらは生理的条件下の神経細胞での初めての研究成果である。
2.ネコ結腸神経節:脱分極性膜電位振動(DMO)の発生機序。
DMOはナトリウム(Na)チャネルの活性化により発生することが判明した。このNaチャネルはテトロドトキシン感受性があるが、不活性化がない(或いは非常に遅い)ことから、活動電位発生に関わるNaチャネルとは異なると考えられる。又、DMOは外液のCaに依存していることも判明した。しかし、CICR阻害剤(ライアノジン・プロカイン)やCaポンプ阻害剤(サイクロピアゾニン酸)が無効であり、1.のウサギ神経細胞の膜電位振動とは全く異なるCa依存機序が介在しているものと考えられる。これらの知見も、自律神経細胞では過去に報告例はない。

Research Products

• [Publications] 西村 俊彦: "化学的シナプス伝達." Clin.Neurosci.11. 265-268 (1993)
• [Publications] Nishimura,T.: "Contribution of GTP-binding protein to the actions of endothelin-1 on rabbit parasympathetic neurons." Kurume Med.J.39. (1992)
• [Publications] Nishimura,T.: "Cyclic GMP modulates spontaneous outward current oscillation in rabbit parasympathetic neurons." Neurosci.Res.Suppl.17. 60- (1992)
• [Publications] Nishimura,T.: "Depolarizing membrane oscillations regulate neuronal excitability in mammalian parasympathetic ganglia." Jpn.J.Physiol.42Suppl.130- (1992)
• [Publications] Nishimura,T.: "Guanosine 3',5'-cyclic monophosphate regulates calcium channels in neurones of rabbit vesical pelvic ganglia." J.Physiol.457. 559-574 (1992)
• [Publications] Nishimura,T.: "Effects of calcium and magnesium ions on spontaneous oscillation of membrane current in mammalian parasympathetic neurons." Soc.Neurosci.Abstr.18. 1503- (1992)
• [Publications] Akasu,T.: "Cyclic GMP regulates calcium channels in neurons of rabbit vesical parasympathetic ganglia." Soc.Neurosci.Abstr.18. 798- (1992)
• [Publications] Nishimura,T.: "Cyclic GMP modulates calcium currents of mammalian parasympathetic neurones." 8th Int.Conf.Second Messengers & Phosphoproteins Abstr.Q104F- (1992)