細胞内外環境変化に対する1価イオン細胞膜輸送系の相互共役機構による細胞応答機序

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07670055
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 池原 敏孝 徳島大学, 医学部, 講師 (40111033)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細川 敬子 徳島大学, 医学部, 助手 (10116858) ; 山口 久雄 徳島大学, 医学部, 助教授 (90035436)
• Keywords: 1価イオン共輸送 / 細胞内イオン / ブメタード / カリウムイオンチャネル / 変動強磁界 / 誘導電流 / HeLa細胞 / ルビジウムイオン

Research Abstract

今年度に行なった研究により下記の結果を得た。
1、利尿剤感受性共輸送に及ぼす細胞内外イオンの影響:外液K^+をRb^+に置換し、高張溶液中で培養HeLa細胞のbumetanide感受性Rb^+取り込み速度(JRb)とK^+排出速度(JK)の同時測定を行った。
(1)内液イオン濃度と、取込み及び排出の両輸送の関係は一致しなかった。
(2)外液Rb^+,Na^+及びCl^-濃度の増加に対し、両輸送は共に飽和曲線を示すが、これらの外液イオンを除去してもK^+は細胞外に排出される。従ってJKにはこれら外液イオンに活性化される成分とこれに依存しない成分があることが示された。
(3)一方、JKと内液イオン濃度の関係では、外液イオン依存性成分と非依存性成分とは一致せず、外液イオンはJKの内液イオンに対する親和性に影響することが示唆された。
以上のことより、利尿剤感受性のこれらの2種の共輸送は細胞内外の1価イオンの影響を受けながら、互いに密接な関係を持つことが推察される。
2、細胞膜K^+channel活性に及ぼす変動磁界の影響:等張高K^+培養液でHeLa細胞を培養すると、細胞内Ca^+濃度が上昇すると同時にCa^<2+>依存性K^+channelを介するK^+内向き輸送が活性化される。
(1)この高K^+液中の細胞を変動磁界(最大1.6T)内に曝すと、このchannelの活性が阻害された。
(2)(1)と同時に行なった細胞内Ca^<2+>濃度測定により、磁界内ではCa^<2+>濃度の増加も阻害された。しかし、このK^+channelは正常細胞のCa^<2+>レベルでも活性化されるため、K^+channelの阻害作用は、変動磁界に伴う誘導電流が引き起こす膜表面電荷の変化によるものと推察される。

Research Products

• [Publications] Takahashi, A. et al.: "Properties of Ca^<2+> -dependent K^+ channels of human gingival fibroblasts" J. Dent. Res.74. 1507-1515 (1995)
• [Publications] Ikehara, T. et al.: "Relation between diuretic-sensitive K^+ efflux and Rb^+ influx in cultured HeLa" Jpn. J. Physiol.45. S41- (1995)
• [Publications] Ikehara, T. et al.: "Effects of extracellular monovalent ions on diuretic sensitive K^+ efflux and Rb^+ influx in cultured HeLa cells" Cell Struct. Funct.20. 609- (1995)
• [Publications] Miyamoto, H. et al.: "Biological Effects of Magnetic and Electromagnetic Fields" Plenum Press, (1996)