平滑筋・心筋における細胞膜Mg^<2+>輸送機構の同定と定量的解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09670055
• 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
• Keywords: 細胞内Mg濃度 / 細胞内Ca濃度 / Na-Ca交換輸送 / 蛍光Mg指示薬

Research Abstract

初年度の結果よりモルモット盲腸紐平滑筋の細胞膜にはNa^+と交換にMg^<2+>をくみ出すNa^+-Mg^<2+>交換機構が存在することが示唆された。このMg^<2+>輸送がNa^+-Ca^<2+>exchangerによって輸送されている可能性を検討するため、ハムスター肺繊維芽細胞由来の株化細胞CCL39に心筋Na^+-Ca^<2+>exchanger(NCX1)を発現させた細胞を用い、細胞内Ca^<2+>濃度(Ca^<2+>_i)、Mg^<2+>濃度(Mg^<2+>_i)を蛍光指示薬で測定した。イオノフォア(イオノマイシン)投与によるCa^<2+>_iの上昇はcontrol cellでは細胞外Na^+濃度に依存しなかったが、NCX1発現細胞では細胞外Na^+存在下で著明に抑制された。細胞外Na^+による抑制はNCX1によるCa^<2+>くみ出しを反映していると考えられた。同様に、細胞外Ca^<2+>-free条件下でイオノマイシン投与により、Mg^<2+>_iの上昇を観察した。Mg^<2+>_iの上昇は、control cellでは細胞外Na^+濃度に依存しなかったが、NCX1発現細胞では細胞外Na^+存在下で著明に抑制された。この結果から、NCX1がMg^<2+>くみ出しを行っていることが示唆された。同様の結果が、骨格筋・脳で発現しているNa^+-Ca^<2+>exchanger(NCX3)を発現させた細胞でも得られた。次年度は、体内でNCX1を高度に発現していることが知られている心筋細胞を用い、このNCX1によるMg^<2+>輸送が心筋細胞でどの程度生理的に重要な役割を果たしているか、さらに実験を行う予定で

Research Products

• [Publications] Tashiro M: "Basal intracellular free Mg^<2+> concentration in smooth muscle cells of guinea pig tenia cecum" Biophysical Journal. 73. 3358-3370 (1997)
• [Publications] Tashiro M: "Na^+ gradient-dependent Mg^<2+> transport in smooth muscles cells of guinea pig tenia cecum" Biophysical Journal. 73. 3371-3384 (1997)
• [Publications] Konishi M: "Steady-state relation between cytoplasmic Ca^<2+> concentration and force in intact frog skeletal muscle fibers" Journal of General Physiology. 111. 505-519 (1998)
• [Publications] Konishi M: "Cytoplasmic free concentrations of Ca^<2+> and Mg^<2+> in skeletal muscle fibers at rest and during contraction" Japanese Journal of Physiology. in press. (1998)