寒冷順化時の褐色脂肪細胞内Ca^<2+>変動のレーザー顕微鏡法,電極法による同時測定

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09670081
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 中垣 育子 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (90084904)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀 和子 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (30068514) ; 辻田 純三 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (30104235) ; 佐々木 貞雄 兵庫医科大学, 医学部, 助教授 (20104276) ; 堀 清記 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (80068452)
• Keywords: 褐色脂肪細胞 / 寒冷曝露 / 熱産生 / Ca^<2+> / レーザー顕微鏡 / イオン

Research Abstract

寒冷および温暖順化されたラットの,それぞれの褐色脂肪組織を採取し,コラ-ゲナーゼで処理したのち,37℃の培養用インキュベータ-で短時間培養した.
これらの細胞にCa^<2+>の蛍光色素であるfluo-3を30分程細胞にloadしたのち,レーザー顕微鏡でノルアドレナリン投与時のCa^<2+>濃度の変動を経時的に,空間的に測定した.また同様にH+勾配提示色素(アクリジンオレンジ(AO))を用いてH+勾配を測定した.また一方においてはX線マイクロアナライザー法を用いて細胞内イオン濃度の変動を測定した.
褐色脂肪細胞のミトコンドリアには熱発生蛋白質が存在し,脂肪酸のβ酸化を用いて電子伝達系によって形成されたミトコンドリア内膜に存在するH+の濃度勾配を利用して熱産生を行っている.寒冷順化された褐色脂肪細胞のミトコンドリアに富む細胞質により強いAOの蛍光が見られた.これは寒冷順化によって熱産生が亢進し,ミトコンドリアの内膜に高い形でのH+の集積が増強されていると考えられる.
Ca^<2+>濃度の測定ではノルアドレナリン投与後,温暖順化と寒冷順化の褐色脂肪組織の両者の細胞の細胞質で蛍光が増加した.しかし核では温暖順化の褐色脂肪細胞では蛍光は一過性の減少ののち増加した.しかしながら寒冷順化の細胞ではノルアドレナリンによって核の蛍光は減少した.核が細胞内Ca^<2+>貯蔵庫として機能している可能性が考えられる.
また現在Ca^<2+>濃度の測定を行いながら同時に微小電極で褐色脂肪細胞膜の電流測定を行い,Ca^<2+>変動との関係を明らかにしつつある.

Research Products

• [Publications] Nakagaki, I., Sasaki, S., Tsujita, J. Kaya, M., Takemura, M., Koyama, K., Hori, Hori., S.: "Intracellular ion distributions in cold acclimated brown adipose tissue cells." Jpn. J. Physiol.,. 47 Supp1. 2,. S236- (1997)
• [Publications] 佐々木貞雄、中垣育子、小山勝弘、武村正徳、賀屋光晴、石垣亨、辻田純三、堀 和子、堀 清記、八幡剛浩、黒島晨汎: "褐色脂肪細胞の寒冷曝露にともなう細胞内イオン環境の変化" 日本生気象学会雑誌,. 34(3). S107- (1997)
• [Publications] Sasaki, S., Nakagaki, I., Kaya, M., Takemura, M. Koyama, K. Tsujita, J., Hori, S., Yahata, T., Kuroshima, A.: "Ion transport, lipid metabolism and heat production in mitochondrial membrane during cold acclimation in rat brown adipose tissue cells." Jpn. J. Physiol.,. 46 Suppl.,. S214- (1996)
• [Publications] Sasaki, S., Nakagaki, I., Hori, K., Tsujita, J., Hori, S., Yahata, T., Kuroshima, A.: "Intracellular ion transport in mitochondrial membrane during cold acclimation in rat brown adipose tissue." Ed. Nagasaka, T. & Milton, A. S. In : Body temperature and metabolism,. IPEC Inc., Tokyo,. 203-206 (1995)
• [Publications] 中垣育子、佐々木貞雄、高屋豊、賀屋光晴、武村正徳、他: "ラット褐色脂肪細胞の細胞内イオン変動に及ぼす 寒冷曝露の影響" 日本生気象学会雑誌、. 32(3). S46- (1995)
• [Publications] 堀 和子、佐々木貞雄、中垣育子、辻田純三、小山勝弘、他: "寒冷順化にともなうラット褐色脂肪細胞の形態およびサーモジェニン、細胞内イオンの動態" 第18回日本分子生物学会、. 451- (1995)