2008 Fiscal Year Annual Research Report
血流センサーP2X4受容体のダイナミクス制御のイメージング解析
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20570152
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小林 剛 Nagoya University, 大学院・医学系研究科, 研究員 (40402565)
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| Keywords | 血流 / P2X4 / 細胞内輸送 / イメージング / 機械刺激感知 |
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| Research Abstract |
ATP作動性のカチオンチャネルであるP2X4は、血管内皮細胞に発現し血流ずり応力の変化に応じて誘起されるCa^<2->流入に中心的な役割を果たすこと、すなわち、血流センサーとして機能していることが、近年、明らかになった。実際、P2X4欠損マウスの解析により、P2X4が個体レベルでも血流増加による血管拡張反応や血流変化により誘導される血管のリモデリングに働いていることが確認されている。内皮細胞の血流ずり応力変化依存的なCa^<2->流入には細胞外ATPが必要とされることから、当初、P2X4は細胞膜上に局在すると考えられた。しかし、定常状態では、ほとんどのP2X4は細胞内の小胞に存在し、細胞膜上の発現量は極微少で通常の顕微鏡観察法では検出できなかった。従って、P2X4は、定常状態では細胞内プールに存在し、血流センサーとして機能する際に細胞内小胞より細胞膜へ移行する、と考えられた。その仮説を検証するために、細胞膜上のP2X4分子をビオチン化標識し特異的に検出したところ、リガンド刺激、あるいは、血流ずり応力を負荷した場合、刺激数分後までに細胞膜上のP2X4量が約1.5〜2倍に増加することがわかった。また、GFP融合P2X4を細胞に発現させ、GFP融合P2X4を含む細胞内小胞が細胞膜と融合する様子を全反射蛍光顕微鏡により観察したところ、リガンド刺激や血流ずり応力負荷直後に融合頻度が顕著に上昇することがわかった。さらに、刺激後に細胞膜上へ移行したP2X4が機能していること、すなわち、チャネル電流が増加することが、電気生理学的にも確認された。これらの結果により、P2X4による血量感知において、P2X4の膜移行の亢進により細胞膜上のP2X4分子の数を増加させる正のフィードバック調節機構の存在が示唆された。
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