平滑筋・心筋における細胞膜Mg^<2+>輸送機構の固定と定量的解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09670055
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 小西 真人 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教授 (20138746)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本郷 賢一 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (00256447)
• Keywords: モルモット / 盲腸紐 / 平滑筋細胞 / 細胞内Mg濃度 / 細胞内Na濃度 / Na-Mg交換輸送 / 蛍光Mg指示薬

Research Abstract

モルモット盲腸紐平滑筋条片に蛍光Mg指示薬furaptra(mag-fura-2)を導入し,350nmと380nm励起による500nm(FWHM 40 nm)の蛍光強度比(R)をMg信号として解析した(25℃)。標本をイオノフォア(bromo-A23187,monensin,nigericin)で処理後細胞外Mg濃度を種々に変えて(0ー49mM),細胞内外のMg濃度が平衝に達した時点でのR値と細胞内Mg濃度([Mg^<2+>]i)との関係(較正曲線)を求めた。以後の実験では,この関係方法を用いて得られた盲腸紐平滑筋細胞内Mg濃度は,平均0.98mMであった。細胞外無Ca条件下でNa濃度を低下させると,[Mg^<2+>]iは時間と共に上昇した。その上昇速度はNa濃度が低いほど大きく,勾配係数3-4,最大速度0.16μM/s,Na濃度が約30mMで最大の半分の速度となるHillの式で近似することができた。この関係は細胞外高Kによる脱分極で右にシフトし,細胞外低Kによる過分極で左にシフトした。
蛍光Na指示薬SBFIにより細胞内Na濃度([Na^<2+>]i)変化を測定した。Ouabain(1-5μM)投与により,蛍光Na指示薬SBFIで細胞内Na濃度([Na^<2+>]i)は有意に上昇した。この時,[Mg^<2+>]iは[Na^<2+>]iと同様の時間経過で上昇した。Ouabainにより[Na^<2+>]i上昇後,細胞外Naを除去すると[Mg^<2+>]iは非常に速く(〜1 μM/s)上昇した。
これらの結果より,モルモット盲腸紐平滑筋細胞に,Naと交換に細胞内MgをくみだすNa^+-Mg^<2+>交換機構の存在が示唆された。また,この機構が起電性であり,輸送方向が逆転可能であると推測した。

Research Products

• [Publications] M.Tashiro: "Basal intracellvlar free Mg^<2+> concentration in smooth muscle cells of guinea pig tenia cecum:Intracellular calibration of the fluorescent indicator furaptra" Biophysical Journal. 73. 3358-3370 (1997)
• [Publications] M.Tashiro: "Na^+ gradient-dependent Mg^<2+> transport in smooth muscle cells of guinea pig tenia cecum" Biophysical Journal. 73. 3371-3384 (1997)