低酸素/再酸素、グルコース除去によるNaチャネル遺伝子発現変動と細胞応答の修飾

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13770047
• Research Institution: 宮崎医科大学
• Principal Investigator: 横尾 宏毅 宮崎医科大学, 医学部, 助手 (30332894)
• Keywords: Na channel / |Ca^<2+>|i / hypoxia / down-regulation / thapsigargin / A23187 / calcineurin / glucose

Research Abstract

虚血/低酸素などによる神経細胞障害時に、細胞質Ca^<2+>濃度|Ca^<2+>|iが上昇することは知られているが、|Ca^<2+>|i上昇と電位依存性Na^+チャネル細胞膜発現に関連して、以下のことが培養副腎髄質クロマフィン細胞での検討から得られた。Sarco(endo)plasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase(SERCA)の阻害薬DBHQによる急速・一過性の|Ca^<2+>|i上昇は、細胞膜Na^+チャネル発現量を変動させないが、SERCA阻害薬thapsigarginによる中程度・比較的長期の|Ca^<2+>|i上昇は、cPKCαとcalpainを活性化しNa^+チャネルinternalizationを促進した。さらに、Ca^<2+>イオノフォアA23187による高濃度・長期の持続的|Ca^<2+>|i上昇は、Na^+チャネルmRNAレベルを低下させた。|Ca^<2+>|i上昇パターンの違いが、異なる機序により、Na^+チャネル細胞膜発現量をdown-regulationさせた。一方、Ca^<2+>/カルモジュリンにより活性化されるホスファターゼcalcineurinの活性を抑制すること(Na^+チャネルinternalization低下、externalization促進)、神経保護作用を有し|Ca^<2+>|iを減少させる局所麻酔薬を添加することにより、細胞膜Na^+チャネル発現量が増加した。以上これまで細胞障害時に生じる|Ca^<2+>|i上昇とNa^+チャネル細胞膜発現とに焦点をあて研究を進めてきた。引き続き、低酸素状態で培養した細胞での検討を行っているところである。それから、生体組織に対してグルコース供給がストップすると、ケトン体が主要なエネルギー源に切り替わるが、ケトン体acetoacetate添加によってインスリン受容体mRNAレベルが減少する反面、Na^+チャネル細胞膜発現には影響を認めなかった。

Research Products

• [Publications] Seiji Shiraishi: "Heterogeneous increases of cytoplasmic calcium : distinct effects on down-regulation of cell surface sodium channels and sodium channel subunit mRNA levels"British Journal of Pharmacology. 132・7. 1455-1466 (2001)
• [Publications] Seiji Shiraishi: "Up-regulation of cell surface sodium channels by cyclosporin A, FK506 and rapamycin in adrenal chromaffin cells"The Journal of Pharmacolology and Experimental Therapeutics. 297・2. 657-665 (2001)
• [Publications] Hiroki Yokoo: "Distinct effects of ketone bodies on down-regulation of cell surface insulin receptor and insulin receptor substrate-1 phosphorylation in adrenal chromaffin cells"The Journal of Pharmacolology and Experimental Therapeutics. 304・3. 994-1002 (2003)
• [Publications] Seiji Shiraishi: "Differential effects of bupivacaine enantiomers, ropivacaine and lidocaine on up-regulation of cell surface voltage-dependent sodium channels in adrenal chromaffin cells"Brain Research. 966・2. 175-184 (2003)
• [Publications] Toshihiko Yanagita: "Destabilization of Nav 1.7 sodium channel α-subunit mRNA by constitutive phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase : negative regulation of steady-state level of cell surface functional sodium channels in adrenal chromaffin cells"Molecular Pharmacology. 63(in press). (2003)