KATPおよびCaチャネルは心筋細胞のアポトーシスに重要な役割を演ずる。

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12770340
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 土屋 邦彦 岐阜大学, 医学部, 助手 (30313878)
• Keywords: アポトーシス / パッチクランプ法 / ATP感受性Kチャネル / Caチャネル

Research Abstract

(背景)心筋細胞のapoptosisにおいて種々のイオンチャネル、特に電位依存性Caチャネルがその進展に重要な役割を演じるという報告がある。しかしapoptosis誘導細胞においてイオン電流の変化を直接的に捉えた報告は少ない。
(目的)1.Fas-ligandあるいはceramideの投与によりapoptosisを誘導したラット心筋細胞を用いて、KATPチャネルおよび電位依存性Caチャネルの変化の有無をパッチクランプ法を用いて明らかにする。
2.ApoptosisのブロッカーであるZ-VAD-fmk投与後にKATPチャネルあるいは電位依存性Caチャネルがどのような反応を示すかを検討する。さらに前もってKATPチャネルあるいは電位依存性Caチャネルの抑制及び拮抗薬を投与した際のFas-ligandあるいはceramideのapoptosis誘導率を検討する。
(方法)ランゲンドルフ法を用いてラット単離心室筋細胞を作成。この心筋細胞にFas-ligandやceramideを投与してapoptosisを誘導する。Apoptosisの確認は細胞保存液であるKRB溶液の灌流下に光学顕微鏡を用いて細胞の形態変化及びapoptotic bodyの確認により行った。これらのapoptosisが誘導された単離心筋細胞にパッチクランプ法を行い、イオン電流を観察した。
(結果)
1.KATPチャネルについて
apoptosis誘導心筋細胞では通常時や代謝抑制が軽度でもすでに、KATPチャネルはほぼ全開口しており、さらにKチャネル開口薬を投与しても電流量に影響はなかった。
2.電位依存性Caチャネルについて
apoptosis誘導心筋細胞ではapoptosis非誘導細胞に比し、電位依存性Caチャネルの活性化が非常に困難であり、数少ない活性化された場合には電流量が高度に減少していた。このことはCa電流が過剰に活性化された後のrun-downしたチャネル活性を観察しているものと考えられた。
3.Fas-ligandあるいはceramideのapoptosis誘導率について
Z-VAD-fmk投与とverapamilで前処理しておくとFas-ligandとceramideのapoptosis誘導は認められなくなったがglibenclamideの前処理ではapoptosis誘導は同様に認められた。
(考察)
Fas-ligandとceramideのラット心筋細胞に対するapoptosis誘導には電位依存性Caチャネルが大きく関与しており、KATPチャネルはapoptosis誘導心筋細胞で強く開口していたことからその進展阻止にむしろ働いているのではと考えられた。