心筋CFTRクロライドチャネルによる細胞容量及び細胞質溶質濃度調節機能の解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11670046
• Research Institution: 佐賀医科大学
• Principal Investigator: 頴原 嗣尚 佐賀医科大学, 医学部, 教授 (50037446)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松林 太朗 佐賀医科大学, 医学部, 助手 (10304883)
• Keywords: 心筋細胞 / クロライドチャネル / CFTR / 細胞容積 / アドレナリン / cyclic AMP

Research Abstract

心筋CFTR Cl電流の細胞容積調節機能
CCDカメラで撮影した細胞像をコンピュータで高速処理し、細胞輪郭の占める面積を経時的連続的に算出する方法により、モルモット心室筋細胞容積の変化を迅速に観測し、次のような成果を得た。
低張液により膨張させた細胞において、アドレナリンによりCFTR電流を活性化すると細胞の容積が減少すること(RVD)は知られていたが、今回CFTR電流は等浸透圧環境下においても細胞容積を変化させることが見出された。すなわち、さまざまなK濃度の等張外液中で細胞にアドレナリンを作用させると、5〜10mMKの範囲では細胞容積が減少するが、40〜140mMKの範囲では細胞が膨張することが判明した。これらの効果は外液からのClの除去やClチャネルブロッカー、またアセチルコリンによって阻害された。これらの結果は、CFTR電流は膜電位とClの平衡電位に依存して等浸透圧環境下において細胞容積を調節しうることを示す。すなわち内向きCFTR電流は細胞縮小を、外向きCFTR電流は細胞膨張をもたらす。またこのとき背景K電流がCFTR電流と協調的にはたらき、結果としてKClの移動が起きそれに水の移動が伴うのであることも示された。いっぽう、今回の研究でCFTR電流にも伸展活性化Cl電流にも依存しない等張性の細胞縮小機転が存在することが判明した。このメカニズムについても現在解析中であるが、Cl輸送関連のトランスポータが作動している可能性が高く、この機構の詳細について、またこの機構とCFTR電流との関連について鋭意実験中である。
以上、CFTR Cl電流が心室筋細胞の容積調節に関与することが示された。今後は、虚血時の細胞膨化時に重要となるCFTRチャネルの不要有機陰イオン(乳酸等)排泄機能についても検討を加えていく。

Research Products

• [Publications] Matsubayashi,T.: "On the mechanism of the enhancement of delayed rectifier K^+ current by extracellular ATP in guinea-pig ventricular myocytes"Pfliigers Arch. 437. 635-642 (1999)
• [Publications] Yamamoto,S.: "Image analysis revealed that a movement of K^+ and Cl^- through ion channels change the cell volume of single cells"Jpn.J.Physiol.. 49(Suppl) (in press). (1999)