2016 Fiscal Year Research-status Report
K+の電気化学ポテンシャル依存的チャネル開閉機構の研究
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16K08509
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
柳 圭子 (石原圭子) 久留米大学, 医学部, 准教授 (70265990)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / カリウムチャネル / 内向き整流性 / 細胞内カリウムイオン濃度 / 虚血 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心筋静止膜電位を決定する代表的な強い内向き整流性カリウム（K+）チャネルであるKir2.1を哺乳動物培養細胞株に遺伝子導入によって発現させ、イオンサイドアウト・パッチクランプ法を用いた膜電位固定法によって巨視的チャネル電流を記録し、細胞内スペルミン（ポリアミン）によって引き起こされる開閉機構の膜電位依存性が細胞内K+濃度の変化によってどの様に変化するか検討を行った。細胞内K+濃度を生理的な濃度（150ｍＭ）よりも減少させると開閉機構の膜電位依存性は電流の逆転電位と共にシフトした。これまでの先行研究では強い内向き整流性K+チャネルの開閉機構の膜電位依存性は、細胞外K+濃度を変化させるとK+の平衡電位の変化分だけシフトするが、細胞内K+濃度を変化させた場合には変化しないとされてきたが、これまでと異なる結果が得られた理由について今後さらに詳細に検討を行う予定である。本研究の成果は虚血などによって細胞内K+濃度の変化が生じた際の心筋細胞の静止膜電位の挙動を理解する上で生理学的に重要な知見となるものと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究計画において予定していたKir2.1チャネルの開閉機構の細胞内K+依存性について電気生理学的な実験を行い、明確な結果を得ることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで強い内向き整流性K+チャネルの開閉機構の膜電位依存性は、細胞外K+濃度を変化させるとK+の平衡電位の変化分だけシフトするが、細胞内K+濃度を変化させた場合には変化しないと考えられてきたため、開閉機構は膜電位と細胞外K+濃度によって制御されるものと考えられてきた。本研究によって得られた結果は有機陽イオンであるポリアミンによって引き起こされるKir2.1の開閉機構がK+の電気化学ポテンシャルに依存する事を示唆しており、引き続きKir2.1とその変異体を用いた電気生理学的な実験を重ね、そのメカニズムの解明を目指す予定である。
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| Causes of Carryover |
申請書に記載した設備備品の「バルブ潅流コントロールシステム」について別メーカーのものを購入したために予定よりも安価に購入できたこと、本年度は野生型Kir2.1と既存の変異体の機能解析を主に行い、新たな変異体の作製を行わなかったために分子生物学実験用に計上した消耗品費が余ったことなどによる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度に行う電気生理学実験、分子生物学実験の消耗品費として使用する予定である。
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