コンピューター蛍光画像解析法による膵島B細胞機能の発達・加齢薬理学的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08672523
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 石井 邦雄 北里大学, 薬学部, 教授 (90137993)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田辺 由幸 静岡県立大学, 薬学部, 助手 (10275109)
• Keywords: 膵ランゲルハンス氏島B細胞 / 細胞内遊離カルシウムイオン濃度 / fura2 / 一酸化窒素(NO) / L-Arginine / cGMP / 膜電位 / 発達

Research Abstract

正常成熟ラットから単離した膵島B細胞において、fura2を用いた細胞内遊離Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)の解析とパッチクランプ法による膜電位と膜電流に関する実験を行うと共に、正常幼若ラット並びに交感神経欠如成熟ラットにおける反応性変化の可能性を検討した。
部分的刺激濃度のグルコースまたは経口血糖降下薬の存在下、B細胞にNo-cGMP系刺激薬を作用させたところ、cAMPの場合と類似の[Ca^<2+>]_iの上昇反応が観察されたが、グルコースまたは経口血糖降下薬の非存在下及び高濃度K^+による脱分極下では、何れのNO-cGMP系刺激薬も[Ca^<2+>]_iを上昇させなかった。この[Ca^<2+>]_i上昇反応は、大部分L-type Ca^<2+>チャネルを介した細胞外Ca^<2+>の流入によるものであり、細胞内貯蔵部位から遊離されるCa^<2+>の寄与は小さいと考えられた。一方、2週齢の正常幼若ラット及び6-9週齢の交感神経欠如成熟ラットにおいて、L-arginine、iso-proterenol及びacetylcholineで惹起される[Ca^<2+>]_i反応を検討したが、明らかな正常成熟ラットとの反応性の差異は観察されなかった。本研究に用いたNO-cGMP系関連薬物は、以下の通りである:膜透過性cGMP誘導体(8-bromo-cGMP)、グアニル酸シクラーゼ活性化物質(心房性ナトリウム利尿ペプチド〔ANP〕、一酸化窒素〔NO〕)、NO合成酵素の基質(L-Arginine)、NOを遊離する薬物(sodium nitroprusside、NOC5、及びNOC7)、及びNO合成酵素阻害薬(N^G)-methyl-L-arginine及びN^G-nitro-L-arginine)。
以上、NO-cGMP系の活性化は、生理的条件下で、B細胞からのインスリン分泌に対し促進的な修飾効果を発揮することが示唆された。今後、老齢ラットにおける検討が必要である。