心筋における細胞間ギャップ結合チャネルのコンダクタンス調節機構に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07670070
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 今永 一成 福岡大学, 医学部, 教授 (40078613)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 真澄 福岡大学, 医学部, 助教授 (40223276)
• Keywords: 心筋 / ギャップ結合チャネル / C-AMP / PKA / 低酸素下不整脈 / 細胞内Ca^<2+>、H^+ / 興奮伝導 / ヘプタノール

Research Abstract

心筋の細胞間興奮伝播の場として機能しているgap junction channelの閉鎖因子としてCa^<2+>、H^+が、開孔因子としてC-AMPが極めて有力であることが、gap junction conductance測定の結果明らかにされた。しかるに、低酸素下にみられる不整脈は、細胞内に増加したCa^<2+>やH^+によるchannel閉鎖に基づく興奮伝導障害に起因する可能性が大きく、C-AMPはchannelの開孔を促し、抗不整脈効果を持つであろうことは十分考えられるが実証はない。今年度は、低酸素及び細胞内Ca^<2+>、H^+負荷条件、およびheptanol(channelに直接作用しこれを閉鎖させる)による興奮伝導遅延に対するC-AMPの効果を、in vitro、多細胞標本を用い、電気生理学的に、必要に応じて電子顕微鏡学的に観察し、不整脈発生消退におけるgap junctionの関与とC-AMPの意義について検討した。C-AMP(8 Bromo C-AMP,6β-forskolin,d-sotalol、細胞内C-AMPレベル上昇試薬)は、低酸素誘発興奮伝導遅延を予防かつ回復させた。この効果はPKA抑制により消失すること、gap junctionの微細構造維持と強く関連することが判明した。細胞内Ca^<2+>負荷(細胞外高Ca^<2+>、低Na^+)に対して、抑制と促進の2相性効果を示した。細胞内H^+負荷(CO_2増加、pH≒6)に対しては有意な変化を与えなかった。またheptanolに対しては有意に抑制効果を示した。以上のことから、C-AMPは低酸素下において抗不整脈作用をもつことが示唆された。これはPKAを介するgap junction channel蛋白の燐酸化による開孔促進作用に基づくものと考えられる。一方、低酸素下でも細胞内Ca^<2+>が過負荷になった状態では、C-AMPは細胞内Ca^<2+>濃度上昇促進効果により伝導障害を促進し、催不整脈作用を呈する可能性が示唆された。ここで、C-AMPが予備能力として存在する不活性化(閉鎖)channelを新たに活性化(開孔)させる可能性、またchannel閉鎖因子Ca^<2+>、H^+、haptanolに対するC-AMPの効果の差異及びその機序という新たな問題が提起された。

Research Products

• [Publications] I.Imanaga: "Role of cardiac gap junctions in impulse conduction : special reference to intercellular synchronization and desynchronization" 2nd Slezak Workshop on Antiarrhythmic Drugs and Self Ventricular Defibrillation,Sept.16-20,1995,Blatislava,Slovak Republic. Abstract. P-17 (1995)
• [Publications] A.Uehara,I.Imanaga: "Molecular properties of ryanodine receptor channels of atrial and ventricular sarcoplasmic reticulum." J.Mol.Cell.Cardiol.27. A507 (1995)
• [Publications] 今永一成: "ATP感受性Kチャネル開口薬および開口阻害薬の催不整脈、抗不整脈作用" 日本心電学会誌(心電図). 15. 569 (1995)
• [Publications] I.Imanaga: "Contribution of the gap junction to electrical synchronization" Jpn.J.Physiol.46 Suppl.S54 (1996)
• [Publications] M.Manoach,I.Imanaga: "D-sotalol prevents hypoxia induced electrical decoupling in cardiac muscle." 3rd International Dead Sea Symposium on Advances in Diagnosis and Treatment of Cardiac Arrhythmias,April,17-19,1996,Jerusalem. Abstract. P-20 (1996)
• [Publications] N.Tribulova,M.Manoach,I.Imanaga: "Prevention of hypoxia-induced electrical and structural uncoupling by d-sotalol." 1st International Symposium on Myocardial Cytoprotection from Basic Sciences to Clinical Perseptives,Sept.26-28,1996,Pecs,Hungary. (1996)
• [Publications] N.Tribulova,M.Manoach,I.Imanaga: "Sotalol protects electrical and ultrastractural intercellular coupling in hypoxic guinea pig heart." Noninvasive Cardio (Noninvas). 5(4). A21 (1996)
• [Publications] I.Imanaga,A.Yano,K.Matsumura: "Alteration of impulse conduction in the diabetic heart." J.Mol.Cell.Cardiol.28(11). A338 (1996)
• [Publications] 今永一成,松村 健,M.Manoach,N.Tribulova: "心筋におけるhypoxia誘発興奮伝導障害に対するC-AMPの効果" 日病生誌(Jpn.J.Pathophysiol.). 5(2). 44 (1996)
• [Publications] I.Imanaga,K.Matsumura: "Effects of C-AMP on disturbance of impulse propagation during hypoxia in myocardium." Satellite Symposium to XVII European Section Meeting of ISHR on Myocardial Adaptation to Ischemia,June 27-30,1997 Stara Lesna,Slovak Republic. (1997)
• [Publications] M.Manoach,N.Tribulova,I.Imanaga: "A new explanation for the defibrillating-antiarrhythmic effects of sotalol." Heart & Vessels. (in press). (1997)
• [Publications] I.Imanaga: "Role of the cardiac gap junctions in impulse propagation with special reference to transitional region between different tissues of the heart." Exp.Clin.Cardiol.(in press). (1997)
• [Publications] M.Inoue,I.Imanaga: "Mechanism of activation of non-selective cation channels by putative M_4 muscarinic receptor in guinea-pig chromaffin cells." Brit.J.Pharmacol.114. 419-427 (1995)
• [Publications] M.Inoue,I.Imanaga: "Phosphatase is responsible for run down,and probably G protein-mediated inhibition of inwardly rectifying K^+ currents in guinea-pig chromaffin cells." J.Gen.Physiol.105. 249-266 (1995)
• [Publications] M.Inoue,Y.Sakamoto,I.Imanaga: "Phosphatidylinositol hydrolysis is involved in production of Ca^<2+>-dependent currents,but not non-selective cation currents by muscarine in chromaffin cells." Eur.J.Pharmacol.276. 123-129 (1995)
• [Publications] M.Inoue,I.Imanaga: "ADP indirectly supports activation of non-selective cation channels by AIF complex in guinea-pig chromaffin cells." Brain Res.707. 298-302 (1996)
• [Publications] M.Inoue,N.Fujishiro,I.Imanaga: "Mg^<2+>-dependent phosphatase as inhibitory mediator of the non-selective cation currents induced by aluminum fluoride in guinea pig chromaffin cells." Brain Res.687. 199-204 (1995)
• [Publications] M.Inoue,I.Imanaga: "Fluctuation analysis of nonselective cation currents induced by AIF complex in guinea-pig chromaffin cells." Brain Res.739. 350-355 (1996)
• [Publications] M.Inoue,K.Ogawa,N.Fujishiro,A.Yano,I.Imanaga: "Role and source of ATP for activation of nonselective cation channels by A1F complex in guinea-pig chromaffin cells." J.Memb.Biol.154. 183-195 (1996)
• [Publications] A.Uehara,M.Yasukochi,I.Imanaga: "Modulation of ryanodine binding to the cardiac Ca^<2+>-release channel by arachidonic acid." J.Mol.Cell.Cardiol.28. 43-51 (1996)