2022 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of the mechanisms underlying the mucosa-dependent spontaneous contractions of the seminal vesicle

Research Project

Project/Area Number	17K08553
Research Institution	Kurume University
Principal Investigator	武谷三恵久留米大学, 医学部, 准教授 (30289433)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2023-03-31
Keywords	精嚢 / 自動能 / PDGFRα陽性間質細胞 / L型カルシウムチャネル / 細胞内カルシウムストア / 粘膜 / 平滑筋 / ギャップ結合
Outline of Annual Research Achievements	本研究により、モルモット精嚢粘膜内に分布する上皮下間質細胞が自動能を有し、精嚢平滑筋の周期的な自発収縮を誘発することを明らかにした。上皮下間質細胞群は、上皮細胞が配列する基底膜の直下に位置し、同期して小胞体ストアからのCa2＋放出による周期性の細胞内Ca2＋濃度上昇を起こしていた。細胞内Ca2＋濃度上昇は未同定の分子に作用して細胞膜を脱分極させ、これが電位依存性L型Ca2＋チャネルからの細胞外Ca2＋流入をもたらしてさらなる脱分極を数秒間持続させることが示唆された。精嚢平滑筋で粘膜依存性に起こる自発収縮は脱分極と細胞内Ca2＋濃度上昇を伴い、いずれも上皮下間質細胞群の自発Ca2＋および電気活動に同期していた。上皮下間質細胞が平滑筋の興奮を誘発する機序としては、カルシウムイメージングによる両細胞種の活動の同時測定と細胞内に注入した色素の拡散所見から、上皮下間質細胞と平滑筋細胞はギャップ結合による機能的合胞体を形成しており、上皮下間質細胞群で発生した電気的興奮が平滑筋に伝導することが示唆された。また、精嚢の上皮下間質細胞は、血小板由来成長因子受容体α(PDGFRα)陽性、c-kit陰性であった。消化管ではペースメーカーはc-kit陽性間質細胞であり、PDGFRα陽性間質細胞は、むしろ隣接する平滑筋の興奮を抑制することが知られている。PDGFRα陽性細胞は多くの平滑筋臓器に分布しており、本研究の成果はその筋収縮制御における役割の臓器特異性を明らかにする上で重要な知見といえる。本研究におけるこれまでの成果は２つの原著論文として発表した。最終年度は、上皮下間質細胞のペースメーカー活動の発生機序をさらに詳細に検討するために、精嚢標本から蛍光カルシウムイメージングで細胞活動を観察し、標的細胞を定めた上で電気生理学的解析を行う手法を探索した。有意な成果を得るために、今後も検討を続けていく。