細胞膜Naチャネル発現調節の細胞内機序:そのサブユニットmRNA変動と細胞内輸送

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09670097
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: 宮崎医科大学
• Principal Investigator: 和田 明彦 宮崎医科大学, 医学部, 教授 (30131949)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柳田 俊彦 宮崎医科大学, 医学部, 助手 (60295227) ; 山本 隆一 宮崎医科大学, 医学部, 助手 (10094111) ; 小林 英幸 宮崎医科大学, 医学部, 助教授 (40148953)
• Keywords: Sodium channel / Up-and down-regulation / C kinase family / Antiepileptics / Binding / Northern blot / Western blot / Exocytosis

Research Abstract

ウシ副腎髄質クロマフィン細胞(発生学的に神経堤に由来する)の培養系において、細胞表面^3H-サキシトキシン結合実験、ウエスタン・ブロット、ノーザン・ブロットを用いて、細胞膜NaチャネルのC-カイネース(PKC)によるdown-regulation(平成8年度報告)の細胞内機序をさらに解析し、また、抗痙攣薬バルプロ酸のNaチャネル発現に対する影響を検討した。
1.PKCによるNaチャネルdown-regulation
(1)PKC活性薬TPA、POBuにより、PKCファミリーの内、α、ε分子種のみが細胞質より膜分画に移行し、細胞膜Naチャネルdown-regulaiton、NaチャネルのαサブユニットmRNAレベル低下、β_1サブユニットmRNAレベル増加を招いた。
(2)εの選択的活性化は、αサブユニットmRNAの崩壊率を亢進させ、そのmRNAレベルを低下させるが、この過程に蛋白のde novo合成が関与していることを見いだした。
(3)αの選択的活性化は、Naチャネルの細胞表面からのinternalizationを助長した。
(4)現在、nuclear run-onアッセイにより、Naチャネル遺伝子の転写率に対するPKCの影響を検討している。
2.バルプロ酸によるNaチャネルup-regulaiton
(1)臨床血中濃度のバルプロ酸は、Naチャネル分子には直接影響を及ぼさないが、その慢性投与は、細胞膜へのNaチャネル発現を蛋白合成に依存して増加させた。Naチャネルαおよびβ_1サブユニットmRNAレベルも上昇させた。発現誘導されたNaチャネルは、nativeなNaチャネルと同一のアロステリックな開孔機構を有していた。
(2)Naチャネルup-regulationに伴い、Caチャネル活性化、カテコールアミン開口分泌が促進された。

Research Products

• [Publications] Ryuichi Yamamoto et al.: "Up-regulation of sodium channel subunit mRNAs and their cell surface expression by antiepileptic valproic acid:activation of calcium channel and catecholamine secretion in adrenal chromaffin cells." Journal of Neurochemistry. 68. 1655-1662 (1997)
• [Publications] Akihiko Wada et al.: "The adrenal chromaffin cell:archetype and exemplar of cellular signalling in secretory control" Modulation of voltage-dependent sodium channel subunit mRNAs and their cell surface expression by extra-and intra-cellular signals., 100-110 (1998)