マキシKチャネルの細胞内機能因子による新しい活性化調節機構と生理的役割の検討

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14572165
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 田中 芳夫 東邦大学, 薬学部, 助教授 (60188349)
• Keywords: マキシKチャネル / 血管平滑筋 / 気管平滑筋 / IP受容体 / β-アドレナリン受容体 / G-蛋白 / β1-サブユニット / ノックアウトマウス

Research Abstract

1.昨年度の研究成果を踏まえ、収縮機能実験・電気生理実験・遺伝子発現実験・ノックアウト動物を用いた多角的な検討を行い、平滑筋におけるマキシKチャネルの役割について、以下の新知見を得た。
2.モルモットの食道平滑筋・気管平滑筋・消化管平滑筋のβ-アドレナリン受容体を介する弛緩反応を解析し、β_1受容体ならびにβ_2受容体とマキシKチャネルとの機能的連関を見出した。β_3受容体においては、マキシKチャネルではなく、4-アミノピリジン感受性K_vチャネルとの機能的連関が認められた。
3.β_2受容体-マキシKチャネル活性化連関には、cAMP依存性機構とともにcAMP非依存性機構が関与することを見出した。cAMP非依存性機構には、IP受容体を介した弛緩反応の場合と同様、Gs蛋白を介する機序が関与することが示唆された。なお、cAMP非依存性弛緩機構は、β_1受容体、β_2受容体、β_3受容体いずれのサブタイプを介する弛緩反応に対しても寄与することから、Gs蛋白共役型受容体機構全般に共通する機構であると堆察された。
4.モルモット大動脈単離平滑筋細胞を用いた吸引電極法による実験から、Gs蛋白がマキシKチャネルを直接活性化しうることを明らかにし、この機序が、Gs蛋白共役型受容体を介したcAMP非依存性の平滑筋弛緩機構の一部を説明しうることを示した。
5.β_1-サブユニットKOマウスの大動脈平滑筋では、wild-typeと比較すると、TXA2ならびにPGF_<2α>の収縮作用が著しく亢進していることを見出した。
6.以上、(1)Gs蛋白共役型受容体を介した平滑筋の緊張性制御におけるcAMP非依存性のマキシKチャネル活性化機構の重要性ならびにその分子機序を明らかにするとともに、(2)プロスタノイド受容体-マキシKチャネル連関過程におけるβ_1-サブユニットの関与の重要性を示した。

Research Products

• [Publications] Tanaka Y, Koike K: "Spontaneous rhythmic contraction of urinary bladder smooth muscle : Pharmacological characteristics and its correlation with action potential generation"Current Topics in Pharmacology. 7・1. 117-124 (2003)
• [Publications] Tanaka Y, Koike K, Shigenobu K: "The action of platelet activating factor(PAF)on arterial blood vessels : Significant roles of endothelium-derived substances in its vasorelaxant and depressor actions"Recent Res.Devel.Life Sci.. 1・1. 27-40 (2003)
• [Publications] Tanaka Y, Yamashita Y, Yamaki F, Horinouchi T, Shigenobu K, Koike K.: "MaxiK channel mediates β2-adrenoceptor-activated relaxation to isoprenaline through cAMP-dependent and-independent mechanisms in guinea-pig tracheal smooth muscle"J.Smooth Muscle Res.. 39・6. 205-219 (2003)
• [Publications] Tanaka Y, Yamashita Y, YamakiF, Horinouchi T, Shigenobu K, Koike K.: "Evidence for a significant role of a Gs-triggered mechanism unrelated to the activation of adenylyl cyclase in the cyclic AMP-independent relaxant response of guinea-pig tracheal smooth muscle"Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 368・5. 437-441 (2003)
• [Publications] Tanaka Y, Okamoto T, Imai T, Horinouchi T, Tanaka H, Shigenobu K, Koike K.: "Phospholipase C inhibitors suppress spontaneous mechanical activity of guinea pig urinary bladder smooth muscle"Biol.Pharm.Bull.. 26・8. 1192-1194 (2003)
• [Publications] 八巻史子, 田中芳夫, 堀之内孝広, 重信弘毅, 小池勝夫: "cAMP-非依存性のMaxiK channel活性化機構について:G賓白を介する活性化調節と血管平滑筋の緊張性制御における役割"日本薬理学雑誌. 122・補冊1. 37-39 (2003)
• [Publications] Horinouchi T, Tanaka Y, Koike K.: "Function of β1-adrenoceptors and mRNA expression of β1- and β2-adrenoceptors in guinea-pig esophagus"Eur.J.Pharmacol. 473・1. 79-82 (2003)
• [Publications] 堀之内孝広, 青木智子, 秋山理恵, 小野友子, 芝野真理, 田中芳夫, 小池勝夫: "Cholinesterase阻害薬Distigmine bromideの膀胱及び尿道に対する作用"応用薬理. 64・3/4. 45-52 (2003)
• [Publications] 堀之内孝広, 田中芳夫, 小池勝夫: "消化管平滑筋の弛緩反応に関与するβ-アドレナリン受容体サブタイプの分布及びβ3-アドレナリン受容体のユニークな抑制性緊張制御機構の解明"日本薬理学雑誌. 122・補冊1. 54-56 (2003)
• [Publications] Matsushita M, Horinouchi T, Tanaka Y, Tsuru H, Koike K.: "Characterization of β3-adrenoceptor-mediated relaxation in rat abdominal aorta smooth muscle"Eur.J.Pharmacol. 482・1-3. 235-244 (2003)
• [Publications] Akimoto Y, Horinouchi T, Tanaka Y, Koike K.: "The β3-adrenoceptor-mediated relaxation induced by dopamine in guinea pig taenia caecum"J.Smooth Muscle Res.. 39・3. 39-45 (2003)
• [Publications] Nishimaru K, Tanaka Y, Tanaka H, Shigenobu K.: "Inhibition of agonist-induced positive inotropy by a selective Rho-associated kinase inhibitor, Y-27632"J.Pharmcol.Sci.. 92・4. 424-427 (2003)
• [Publications] Nishimaru K, Tanaka Y, Tanaka H, Shigenobu K.: "Pharmacological evidence for involvement of phospholipase D, Protein kinase C, and sodium-calcium exchanger in α-adrenoceptor-mediated negative inotropy in adult mouse ventricle"J.Pharmacol.Sci.. 92・3. 196-202 (2003)