心筋細胞間刺激伝播の分子機構の検討と抗不整脈治療への応用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10557069
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 多田 道彦 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (90093434)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大津 欣也 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (20294051) ; 西田 昌史 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (40283783) ; 葛谷 恒彦 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (80150340) ; 豊福 利彦 大阪大学, 医学系研究科, 助手
• Keywords: Gap junctional Protein / Connexin / 心筋細胞 / カラーイメージィングシステム / パッチクランプ法 / ZO-1

Research Abstract

Gap junctional Protein (GJP) は心筋細胞の細胞膜に存在し細胞間に架橋を形成し、細胞間の物質及びイオン伝達に重要な役割を持つ。このGJP を介する細胞間相互作用は心筋や平滑筋のような電気的興奮性細胞ではその電気的同期性を決定する。GJP は細胞膜に存在し、6個のサブユニットより形成され隣接する細胞膜に存在する GJP に結合し細胞間の連絡孔を構成している。Connexin の基本構造は同一で、細胞膜を四回通過することにより、細胞膜外、細胞膜内、及び細胞質内のドメインを構成する。この細胞外のドメイン同士が接着することにより細胞間の連絡孔を形成する。Connexin の蛋白構造と機能解析には DNA の部位特異的変異導入法を用いて Connexin の変異蛋白を作製し、これを細胞株に安定発現させる。このようにして得られた細胞株を使って細胞間の物質及びイオン伝達における GJP の役割を解析する。心筋細胞間のカルシウム伝達はカラーイメージィングシステムを使用することにより、カルシウムとそれ以外の蛍光発色物質でラベルした分子の移動を30ミリ秒単位で三次表示することにより解析した。電気的同期性はパッチクランプ法を併用することにより、定量的解析を行った。細胞膜外ドメインに存在する Cysteine 残基が細胞間の連絡孔を形成する際の細胞膜外ドメイン同士の接着に重要であることを明らかにした。さらに、細胞膜内ドメインが ZO-1 に結合することにより connexin-43 の細胞膜への移送に関与することを報告した。