心筋における非電位依存性のCa^<2+>流入経路の同定とその制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670096
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 呉林 なごみ 順天堂大学, 医学部, 助教授 (50133335)
• Keywords: Ca^<2+>流入 / ストア依存性Ca^<2+>流入 / calcium overload / エバネッセント顕微鏡 / 共焦点顕微鏡 / Ca^<2+> wave / ECaC / Na^+ / Ca^<2+> exchange

Research Abstract

近年、多くの種類の細胞において、ストア依存性Ca^<2+>流入(SOC)経路やリガンド活性化型のCa^<2+>流入経路が見いだされ、それが細胞内Ca^<2+>調節に重要な働きをしていることがわかってきた。一方、横紋筋では、膜電位依存性Ca^<2+>チャネルが存在する為、それらの存在の検出は困難であるが、心臓では心筋保護液中に心臓を保存した場合に、しばしばCa^<2+>過負荷による不整脈が起こることから、心筋細胞にも膜電位依存性Ca^<2+>チャネル以外に流入経路がある事が示唆された。そこで我々は心筋における膜電位依存性Ca^<2+>チャネル以外のCa^<2+>流入について、共焦点顕微鏡やエバネッセント顕微鏡を用いた光学的測定と、Rapid Cooling contracture(RCC)法による筋小胞体Ca^<2+>含量測定から検討することにした。モルモット心筋において、細胞外液Na^+濃度を下げNa^+/Ca^<2+>交換反応によるCa^<2+>排出を低下させると、心筋Ca^<2+>含量の増加が見られた事から、Ca^<2+>流入が起こっていることが示された。心筋細胞の2次元リアルタイムCa^<2+>シグナルを観測したところ、Ca^<2+>含量増加に伴いCa^<2+> waveが発生し始め、その頻度は次第に頻繁となっていったが、これは可逆的だったので、不可逆的筋傷害が流入のせいではないと考えられた。またCa^<2+>流入には強い温度依存性が見られた。次に種々のCa^<2+>流入経路の阻害剤の効果を調べた。
nifedipineやKB-R7943ではこの流入は抑制されなかったので、L型Ca^<2+>チャネルやNa^+/Ca^<2+>交換反応の逆回転によるものではないと考えられた。興味深いことにこの流入はeconazoleで部分的に抑制されたので、一部はECaC(上皮細胞Ca^<2+>チャネル)系のチャネルを介する可能性が示唆された。今後はさらに流入部位と経路の特定を進めていきたいと考えている。

Research Products

• [Publications] Kurebayashi N: "Effect of temperature on Ca^<2+> waves in guinea pig ventricular muscle"J Pharmacol Sci. (in press). (2003)
• [Publications] Kurebayashi N: "Evidence for a new Ca^<2+> influx pathway with marked temperature dependence in guinea pig ventricular muscle"Biophysical Journal. (in press). (2003)
• [Publications] Ogawa Y: "Ryanodine receptor isoforms of non-Mammalian skeletal muscle"Front Biosci. 7. d1184-d1194 (2002)
• [Publications] Kurebayashi N: "Intercellular propagation of calcium waves in guinea pig ventricular muscle"Biophysical J. 82. 599a (2002)
• [Publications] Kurebayashi N: "Real-time imaging of Ca^<2+> waves in multicellular cardiac muscle preparation"Jpn J Pharmacol. 95. 258 (2002)
• [Publications] Kurebayashi N: "Calcium waves in multicellular cardiac tissues"J Mol Cell Cardiol. 34. A21 (2002)