心筋症筋細胞異常のサルコグリカン機能解析からの解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670718
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 岩田 裕子 国立循環器病センター研究所, 循環分子生理部, 室員 (80171908)
• Keywords: 心筋症ハムスター / 細胞壊死 / Ca 代謝異常 / サルコグリカン / myotube / ストレッチチャネル

Research Abstract

コントロール及び、心筋症ハムスターmyoblastをmyotubeへ分化させ2日目で既にサルコメアの発達、成熟筋細胞のマーカー、カヴェオリン3、ジストロフィンの細胞膜局在が観察された。BIO14.6 myotubeでは、コントロールmyotubeで観察されたサルコグリカンの細胞膜局在は観察されなかった。細胞内Ca^<2+>代謝に関与すると考えられる膜イオン輸送蛋白質、LタイプCa^<2+>チャネル、リアノジン受容体、SR-CaATPase, Na+/Ca^<2+> exchangerの含量はコントロール及びBIO14.6 myotubeで差はなかった。
^<45>Ca^<2+>流入を測定したところ、非刺激状態でのBIO14.6 myotubeでは、コントロールmyotubeの約1.8倍^<45>Ca^<2+>流入量が増加していた。また、BIO14.6 myotubeでは、外液Ca^<2+>濃度0.5-2mM存在下でコントロールmyotubeで観察されない筋細胞内Ca濃度のオシレーションが観察された。またBIO14.6 myotubeへの^<45>Ca^<2+>流入は細胞のストレッチ刺激でさらに増加した。一方、細胞にストレッチ刺激(5-20% cyclic stretch)を1時間施行すると、BIO14.6 myotubeでは細胞内蛋白質クレアチンキナーゼ(CK)の流出が観察された。CK遊離は、ガドリニウム、ルテニウムレッドなどCa^<2+>流入を阻害する薬物添加により抑制された。また、これらのCa^<2+>代謝及び膜系の異常はアデノウィルスベクターを用いてδ-SG遺伝子をBIO14.6 myotubeへ導入することによりほぼ消失した。
BIO14.6 myotubeは、サルコグリカン欠損細胞のモデル細胞系としてCa^<2+>代謝異常、細胞傷害の研究に使用できることが判明した。BIO14.6 myotubeにおける^<45>Ca^<2+>流入の増大は、これらの細胞で昨年報告したCa^<2+>透過性でストレッチ感受性、低濃度ガドリニウムで阻害される非特異的カチオンチャネルの活性化の増大と関連するものと考えられる。これらの結果から、ストレッチによるCa^<2+>流入の増大が筋細胞壊死に密接に関わっている可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] 岩田 裕子: "Stretch-activated cation-permeable channels are activated in cultured myotubes from skeletal muscle of sarcoglycan deficient hamster"Am.J.Physiol.Cell Physiol.. 281. C690-C699 (2001)
• [Publications] 岩田 裕子: "Stretch-induced cell damage in sarcoglycan-deficient myotubes"Pflugers Archiv. 442. 161-170 (2001)
• [Publications] 岩田 裕子: "アクチン結合タンパク質としてのシントロフィンの機能的役割"心筋の構造と代謝. 2000 23. 219-228 (2001)