2004 Fiscal Year Annual Research Report
虚血心筋におけるギャップ結合の機能ならびに蛋白発現を制御する細胞情報伝達機構
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16590702
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| Research Institution | Sapporo Medical University |
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Principal Investigator |
三浦 哲嗣 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (90199951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三木 隆幸 札幌医科大学, 医学部, 助手 (00336405)
坂本 淳 札幌医科大学, 医学部, 助手 (40336392)
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| Keywords | gap junction / ischemia / signal transduction / connexin / protein kinase C / MAP kinase / mitochondria / ATP-sensitive potassium channel |
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| Research Abstract |
心筋細胞のミトコンドリアK_<ATP>チャネルの活性化によるギャップ結合透過性の変化とその機序の検討
ミトコンドリアK_<ATP>チャネルをその特異的刺激薬であるdiazoxideを用いて活性化すると、介在板分画のMEK1/2,ERK1,ERK2のリン酸化が認められ、一方p38MAPK、JNKには変化が認められなかった。このMEK1/2,ERK-1,ERK-2の活性化は活性酸素の消去薬であるN2-mercaptopropionyl-glycineで用量依存性に阻害された。Diazoxideは虚血心筋におけるギャップ結合透過性を抑制し、この効果はMEK1/2阻害薬であるPD98059により遮断された。diazoxideは用量依存性に心筋梗塞サイズを縮小し、PD98059は低用量(10μM)のdiazoxideによる梗塞抑制効果を遮断したが、高用量(100μM)の心保護効果には影響を与えなかった。以上の成績から、ミトコンドリアK_<ATP>チャネルの開口は活性酸素の産生を介してERKを活性化しギャップ結合透過性を抑制する、またこのギャップ結合透過性の低下が梗塞に対する心筋保護の機序の一部として重要であると考えられた。
δ-Opioid receptorの活性化による心筋虚血耐性の増強におけるギャップ結合の役割
Gq蛋白共役受容体であるδ-opioid receptorをD-Ala^2-D-Leu^5-enkephalin(DADLE,300mM)で選択的に刺激すると心筋梗塞サイズが約60%縮小し、この効果はDADLEと同時にギャップ結合阻害薬heptanolを投与することにより有意に減弱した。一方、虚血直前にheptanolを投与するとDADLEと同様の心筋梗塞抑制効果が認められた。DADLEの投与によりprotein kinase C(PKC)とERK1,ERK2の活性化が起こり、またimmunoprecipitationの実験からprotein kinase C-8はギャップ結合蛋白connexin-43(Cx43)と複合体を形成するがERKとCx43はそうした複合体を形成しないことが示された。さらにPKCのリン酸化部位であるSer368がリン酸化されたCx43の特異的抗体を用いることにより、δ-opioid receptor刺激の結果この部位のリン酸化が増加することが示された。以上の成績より、δ-opioid receptorの活性化による心筋保護において、虚血前の細胞内シグナルにギャップ結合の開口が必要であり、一方、虚血時の細胞障害抑制には、PKCがCx43をリン酸化することによりギャップ結合透過性を低下させることが重要であると考えられた。DADLEによるERK活性化の意義については現在検討中である。
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