遺伝子導入細胞を用いる神経細胞に特有なNaポンプ活性調節機構の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680768
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 井上 順雄 横浜市立大学, 医学部, 助教授 (50159985)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 諭吉 東京医科歯科大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (00092429)
• Keywords: 神経細胞 / Naポンプ / Na,K-ATPase / アイソフォーム / 遺伝子導入

Research Abstract

神経細胞に発現するNaポンプ(Na,K-ATPasc)アイソフォームは,種々の外的環境の変化に応じて活性が変化する.この活性調節機構を解明する目的で,神経細胞型Naポンプを安定に発現する遺伝子導入細胞を用いて解析を行い,初代培養神経細胞の結果と比較した.T3-3-3細胞はBALB/c 3T3細胞にα3型(神経細胞型)Naポンプのα3鎖cDNAを導入することにより得られた細胞である.本来のα1型Naポンプの他にα3型Naポンプが安定に発現し,Naポンプとしてイオン輸送活性を示す.細胞への^<42>K^+取り込みにより求めたNaポンプ活性において,α3型Naポンプは細胞外液のK^+に対して,α1型よりも高い親和性を示した.一方,細胞内のNa^+に対しては,α3型Naポンプはα1型よりも低い親和性を示した.また,電気生理学的解析によって,α3型は静止膜電位付近では活性が低く,脱分極すると活性が増大することが明らかになった.培養神経細胞の興奮後に起こるα3型Naポンプの活性上昇に,これらのNaポンプアイソフォーム自身の性質の相違が関与すると推定された.しかし,培養神経細胞においては,興奮後のα3型の活性上昇の程度は非常に顕著であり,また,未成熟な細胞では興奮後にα3型とともにα1型活性が上昇するのに対して,成熟した細胞ではα1型活性の低下が起こった.これらの活性調節のすべては,Naポンプ自身の性質の相違だけで説明することはできず,神経細胞に特有な細胞内情報伝達機構も必要であると推定された.そこで,細胞内情報伝達機構を備えていると考えられる神経系株化培養細胞に,神経細胞型Naポンプ遺伝子を導入し, Naポンプ活性を安定に発現する細胞の確立を試みている.

Research Products

• [Publications] Wang,W.: "Quantitative analysis of nitric oxide synthase expressed in developing and differentiating rat cerebellum" Dev Brain Res. 111(1). 65-75 (1998)
• [Publications] Shima,Y.: "A Missense Mutation of the gene for Na^+,K^+-ATPase α-subunit causes abnormal feeding behavior in Canorhadbitis elegans" Biochem Biophys Res Commun. 248. 778-782 (1998)
• [Publications] Inoue,N.: "Regulation of Na pump isoform activities in transfected cells expressing neuron-type α3 isoform" Neurochem Res. 24(1). 179-180 (1999)
• [Publications] Aisaki,K.: "Apoptotic changes precede mitochondrial dysfunction in red cell-type pyruvate kinase mutant mouse erythroleukemia cell lines" Jpn J Cancer Res. 90. 171-179 (1999)
• [Publications] Hara,Y.: "Different pump kinetics betweenα1 and α3 isoform of NaK-ATPase" Neurochem Res. 24(1). 179 (1999)