電位依存性Na+チャネルβ-サブユニットの細胞接着分子としての新たな役割

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15500263
• Research Institution: 宮崎医科大学
• Principal Investigator: 小林 英幸 宮崎大学, 医学部, 助教授 (40148953)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横尾 宏毅 宮崎大学, 医学部, 助手 (30332894) ; 柳田 俊彦 宮崎大学, 医学部, 助手 (60295227) ; 和田 明彦 宮崎大学, 医学部, 教授 (30131949)
• Keywords: 電位依存性Na^+チャネル / β-サブユニット / 細胞接着分子 / 分化 / 神経成長因子 / 発現調節 / PC12細胞 / MAPキナーゼ

Research Abstract

Na^+チャネルは、イオンチャネルを形成するα-サブユニット単独で、またはβ-サブユニットと会合しヘテロ2量体もしくは3量体として発現している。本研究ではβ-サブユニットの新たな生理機能を明らかにすることを目的とし、その発現調節機構おける蛋白リン酸化酵素の役割と、細胞分化の影響を解析した。
ウシ副腎髄質細胞を無血清培地で培養すると、^3H-サキトキシンの結合を指標として測定した細胞表面のNa^+チャネル数が、濃度依存的かつ時間依存的に増加した。無血清培養により、MAPキナーゼファミリーのうち、ERKのリン酸化レベルが低下したが、p38とJNKのリン酸化レベルは変化しなかった。さらに、ERKの阻害薬であるPD98059とU0126を血清存在下の培養細胞に添加する、と、Na^+チャネル数が増加した。無血清培養またはERKの阻害薬によりα-サブユニットのmRNAレベルは増加したが、β1-サブユニットのmRNAレベルは変化しなかった。よって、α-サブユニットとβ1-サブユニットの発現調節機序は異なっており、ERKの抑制はα-サブユニットの発現のみを上昇させることが明らかとなった。
一方、ラット褐色細胞腫PC12細胞はβ-サブユニットファミリーのうちβ1-とβ3-サブユニットを発現していた。神経成長因子(NGF)による神経分化に伴い、β1-サブユニットmRNAレベルは増加したがβ3-サブユニットmRNAは変化しなかった。
以上の結果から、β-サブユニットの発現は神経分化によって調節されており、その細胞内機序はERKの活性化に非依存的であることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Shiraishi S. et al.: "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. 175-184 (2003)
• [Publications] Yokoo H. et al.: "Distinct effects of ketone bodies on down regulation of cell surface insulin receptor and IRS-1 phosphorylation in adrenal chromaffin cells"Journal of Pharmacology and experimental Therapeutics. 304. 994-1002 (2003)
• [Publications] Yanagita T. et al.: "Destabilization of sodium channel α-subunit mRNA by constitutive phosphrylation of ERK : Negatively regulation of steady-state level of cell surface functional sodium channels"Molecular Pharmacol.ogy. 63. 1125-1136 (2003)
• [Publications] Kis B.et al.: "Adrenomedullin, an autocrine mediator of the blood-brain barrier function."Hypertension Research. 26. s61-s70 (2003)
• [Publications] Kobayashi H. et al.: "Pathophysiological function of adrenomedullin and proadrenomedullin N-terminal peptides in adrenal chromaffin cells"Hypertension Research. 26. s71-s78 (2003)
• [Publications] Wada A.et al.: "Regulation of cell surface expression of voltage-dependent NaV1.7 sodium channels : mRNA stability and posttranscriptional control in adrenal chromaffin cells"Frontiers in Bioscience. 9. 1954-1966 (2004)
• [Publications] Yanagita T. et al.: "Cell Biology of the Chromaffin Cell 2004"Juan L.G. and Borges R(in press).