ニューロペプチド受容体機能の遺伝子工学的および電気生理学的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06670062
• Research Institution: Fukui Medical School
• Principal Investigator: 吉田 繁 福井医科大学, 医学部, 助教授 (60145224)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷山 絋太郎 長崎大学, 医学部, 教授 (70030898)
• Keywords: ニューロペプチド / 血管作動性腸管収縮ペプチド / エンドセリン / アフリカツメガエル / Ca^<2+>貯蔵所 / イオンチャンネル / 遺伝子工学 / 電気生理学

Research Abstract

(A)アフリカツメガエル卵細胞に発現させた血管作動性腸管収縮ペプチド(vasoactive intestinal contractor:VIC)の研究
1)VIC受容体は、ラット腸管由来のmRNAをアフリカツメガエル卵細胞に注入する事によって発現させた。
2)双電極膜電位固定法(two-electrode voltage-clamping method:保持電位-60mV)下で卵細胞に低濃度(1nM〜100nM)のVICを投与すると、濃度依存性に内向き電流が誘発された。
3)VIC受容体の数は、日数と共に増加した。
4)VIC反応は、Ca^<2+>依存性Cl^-チャンネルの開口によるCl^-電流である。
5)VICを卵細胞に反復投与すると、内向き電流反応は次第に小さくなると共に時間経過が緩やかになるという脱感作(desensitization)現象が見られた。
6)アミノ酸構造が酷似している三種のエンドセリン(ET-1,ET-2,ET-3)のいずれにも反応しないのにVICのみに反応する場合があった。即ち、VIC受容体はエンドセリン受容体とは異なるものであり、「VICはエンドセリン受容体に働いて作用を及ぼすに過ぎない」という現在の主要な説を見直す必要がある。
卵細胞に発現させたVIC受容体の性質を詳しく解析する為に、卵細胞内でのCa^<2+>遊離機構を調べる必要があったので、以下の実験を行った。
(B)アフリカツメガエル卵細胞内の遊離機構の研究
細胞外液のpHをアルカリ性にすると、細胞内でのCa^<2+>遊離を抑制すると共に卵細胞膜に存在するK+チャンネルを開かせて外向き電流反応を生じた。この電流は、細胞内のCa^<2+>濃度とは関係がなく、cyclicAMP系を介して活性化されるものであった。一方、細胞外液のpHを酸性にすると、細胞内のCa^<2+>貯蔵所からCa^<2+>が遊離されてCa^<2+>依存性Cl^-チャンネルが開き、内向き電流反応を生じた。
卵細胞周囲の体液のpHを測定すると8に近いアルカリ性であり、これが排卵前の卵細胞内でのCa^<2+>遊離を抑制して卵細胞の成熟を抑制しているという生理的な意義を持っていると考えられた。

Research Products

• [Publications] Kitagawa,N.,Tsutumi,K.,Niwa,M.,Yamaga,S.,Anda,T.,Khalid,H.,Himeno,A.,Taniyama,K.& Shibata,S.: "A selective endothelin ET_A antagonist,BQ-123,inhibits ^<125>I-endothelin-1(^<125>I-ET-1)binding to human meningiomas and antagonizes ET-1-induced proliferation of meningioma cells." Cellular and Molecular Neurobiology. 14. 105-118 (1994)
• [Publications] Kataoka,Y.,Koizumi,S.,Niwa,M.,Shibaguchi,H.,Shigematsu,K.,Kudo,Y.& Taniyama,K.: "Endothelin-3 stimulates inositol 1,4,5-trisphosphate production and Ca^<2+> influx to produce biphasic dopamine release from rat striatal slices." Cellular and Molecular Neurobiology. 14. 271-280 (1994)
• [Publications] Yamashita,K.,Niwa,M.,Kataoka,Y.,Shigematsu,K.,Himeno,A.,Tsutsumi,K.,Nakano-Nakashima,M.,Sakurai-Yamashita,Y.,Shibata,S.& Taniyama,K.: "Microglia with an endothelin ET_B receptor aggregate in rat hippocampus CA1 subfields following transient forebrain ischemia." Journal of Neurochemistry. 63. 1042-1051 (1994)
• [Publications] Yoshida,S.,Yoshimura,M.& Taniyama,K.: "Regulation of cellular function by external pH." Japanese Journal of Physiology. 44(Suppl.1). S38 (1994)
• [Publications] Yoshida,S.,Yoshimura,M.& Taniyama,K.: "Expression of specific receptors for vasoactive intestinal contractor in Xenopus oocytes injected with mRNA from rat intestine." Third Congress of Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies. Abstract Volume. 252 (1994)
• [Publications] 谷山絋太郎・吉村美鶴子・吉田繁・官秀慶・七條和子・山下康子・丹羽正美: "消化管運動における内因性活性物質の作用。:消化管運動における内因性活性物質の作用。" Therapeutic Research. 15. 255-262 (1994)
• [Publications] Kataoka,Y.,Koizumi,S.,Kohzuma,M.,Shibaguchi,H.,Shigematsu,K.,Niwa,M.& Taniyama,K.: "NMDA receptor involvement in endothelin neurotoxicity in rat striatal slices." European Journal of Pharmacology. 273. 285-289 (1995)
• [Publications] Sawa,T.,Mameya,S.,Yoshimura,M.,Itsuno,M.,Makiyama,K.,Niwa,M.& Taniyama,K.: "Differential mechanism of peptide YY and neuropeptide Y in inhibiting motility of guinea-pig colon." European Journal of Pharmacology. 276. 223-230 (1995)
• [Publications] Akehira,K.,Nakane,Y.,Hioki,K.& Taniyama,K.: "Site of action of galanin in the cholinergic transmission of guinea pig small intestine." European Journal of Pharmacology. 284. 149-155 (1995)
• [Publications] Yoshida,S.,Yoshimura,M.& Taniyama,K.: "Expression of specific receptors for vasoactive intestinal contractor in Xenopus oocytes injected with mRNA from rat intestine." Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. 22. A53 (1995)
• [Publications] Yoshimura,M.,Yoshida,S.& Taniyama,K.: "Desensitization by cyclic AMP-dependent protein kinase of GABA_B receptor expressed in Xenopus oocytes." Life Sciences. 57. 2397-2401 (1995)
• [Publications] Yoshimura,M.,Yoshida,S.& Taniyama,K.: "Property of receptor for vasoactive intestinal contractor(VIC)expressed in Xenopus oocytes injected with mRNA from rat intestine." Life Sciences. (In Press). (1996)