2017 Fiscal Year Annual Research Report
Pathophysiological analysis of oral diseases caused by dysregulation of cation channels
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15K11036
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
若森 実 東北大学, 歯学研究科, 教授 (50222401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 卓史 東北大学, 歯学研究科, 助教 (30455795)
高橋 哲 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60226850)
熊本 裕行 東北大学, 歯学研究科, 教授 (70215028)
窪田 寿彦 東北大学, 歯学研究科, 助教 (80377746) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 亜鉛 / 骨芽細胞 / カリウムチャネル / パッチクランプ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
亜鉛はヒトのからだにも微量ながら含まれており、鉄などとともに生体内必須微量元素と呼ばれている。亜鉛は核酸・蛋白・糖・脂質代謝やDNA・RNAの合成に関与する酵素に不可欠で、生体機能に重要な役割を果たしている。亜鉛の90％は骨や筋肉に存在するが、海馬CA3領域のシナプス間隙では活動電位の発生に伴い亜鉛イオン（Zn2+）がシナプス終末から遊離されて、間隙でのZn2+濃度は100 μM以上になる。Zn2+はNMDA受容体やP2X受容体などのイオンチャネルの機能を修飾すると報告されている。従って、本研究では非興奮性細胞である骨芽細胞様細胞MC3T3-E1細胞にパッチクランプ法ホールセル法を適用し、イオンチャネルに対するZn2+の効果を検討した。更に、マウス初代培養骨芽細胞を購入し、MC3T3-E1細胞と同様にイオンチャネルに対するZn2+の効果を検討した。
ホールセル法形成後、膜電流固定法に切り替え細胞の静止膜電位を記録すると-9.4 ± 0.4 mV (n = 6)であった。150 ms 5 pAの過分極電流を0.1 Hzで注入しながら1 mM Zn2+を投与すると、２つのグループに分けられる過分極応答が記録できた。膜抵抗の上昇を伴い-15.1 ± 0.4 mV (n = 2)まで膜電位が過分極したグループと、膜抵抗の低下を伴い-75.3 ± 1.4 mV (n = 2)まで過分極したグループに分類できた。外液とパッチピペット内液の組成から前者は陽イオンチャネルがZn2+で遮断されて過分極したことが示唆され、後者はK+チャネルが開口しK+の平衡電位に向かって過分極したことが示唆された。これらの結果は、骨芽細胞様細胞MC3T3-E1細胞で得られた結果と同じ傾向を示し、MC3T3-E1細胞で得たデータが骨芽細胞に外挿できることを示唆した。
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