2019 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanisms underlying the regulation of voltage-gated ion channels by volatile anesthetics
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18K16445
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science |
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Principal Investigator |
福島 豊 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (10422891)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 吸入麻酔薬 / デスフルラン / セボフルラン / 膜電位依存性イオンチャネル / hKv1.5チャネル / 作用機構 / 標的分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全身麻酔薬はイオンチャネル、受容体、種々のシグナル分子などの特定のタンパク質(標的分子)に作用して、麻酔作用や全身作用を及ぼすことが明らかにされつつある。これまで、全身麻酔薬がリガンド依存性イオンチャネルであるGABAA受容体チャネルに対して直接作用を及ぼすことはアミノ酸レベルで明らかにされているが、膜電位依存性イオンチャネルに対する作用機構は十分には明らかにされていない。本研究課題では、膜電位依存性イオンチャネルであるhKv1.5チャネルを用いて、吸入麻酔薬の膜電位依存性イオンチャネルの制御に関わる分子機構を解明することを目的としている。
2019年度は、吸入麻酔薬セボフルランのhKv1.5チャネルに対する作用とその作用機構を検討した。セボフルランはhKv1.5チャンネルに対し、チャネルが開状態の時に抑制作用が発揮されるopen-channel blockerの特徴を示した。また部位特異的変異導入法を用いた検討では、T480A、V505A、I508Aの変異体でセボフルランの抑制作用が減弱し、A509Gの変異体で抑制作用が増強した。コンピュータードッキングシミュレーションを用いた検討では、hKv1.5チャネルのポア領域に存在するアミノ酸であるThr479、Thr480、Val505、Ile508の近傍にセボフルランが安定して位置すると予測された。
これらの結果より、セボフルランはhKv1.5チャネルのポア領域に位置する複数のアミノ酸に直接作用して、その抑制作用を発揮していることが明らかとなった。
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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
本研究課題では、膜電位依存性イオンチャネルであるhKv1.5チャネルを用いて、吸入麻酔薬の膜電位依存性イオンチャネルの制御に関わる分子機構を解明することを目的としている。本年度は吸入麻酔薬セボフルランのhKv1.5チャネルに対する作用に関わる分子機構を特定するにあたり、重要な情報を得られた。よって、本研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
吸入麻酔薬のhKv1.5チャネルに対する制御機構をさらに検討するために、より詳細なドッキングシミュレーションを施行する予定である。また、パッチクランプ法を用いて、hKv1.5チャネル以外の膜電位依存性カリウムチャネルに対するデスフルランの抑制作用をhKv1.5チャネルに対する抑制作用と比較する予定である。
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| Causes of Carryover |
すでに教室にある薬剤や物品を使用した実験を行うことが多かったため、当該年度の使用金額が少なくて済んだ。来年度以降に、当該年度の残金と合わせて、新 しく薬剤や物品を購入し、実験を行う予定である。
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