環状ヌクレオチドによる血管平滑筋細胞Ca輸送系の作用調節機構の研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63641540
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 重川 宗一 国立循環器病センター研究所, 循環分子生理部, 部長 (00113738)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 多和田 裕子 国立循環器病センター, 研究所・循環分子生理部, 室員 (80171908) ; 古川 賢一 国立循環器病センター, 研究所・循環分子生理部, 室員 (20165468)
• Keywords: 血管平滑筋 / 細胞膜CaATPポンプ / 環状ヌクレオチド / 細胞内Caイオン濃度 / プロテインキナーゼ / フォルボールエステル / 心房性利尿ペプチド / ニトロプルシド

Research Abstract

ラット大動脈培養平滑筋細胞を用いて、その細胞膜Caポンプ活性に対する環状ヌクレオチド(cGMP、cANP)及びプロテインキナーゼC(PKC)の効果を調べた。我々は既に、外液にNa^+がない条件での細胞からの^<45>Ca排出が細胞膜Caポンプによることを明らかにした。そこで、細胞内cGMP濃度を上昇させる処理を行ない、外液にNa^+が存在しない条件下での細胞からの^<45>Ca排出と、同条件下での〔Ca^<2+>〕_1を測定してCaポンプ活性の〔Ca^<2+>〕_1依存性を調べた。細胞内cGMP濃度上昇作用をもつニトロプルシド(SNP)、心房性利尿ペプチド(ANP)或いはcGMPアナログの8Br-cGMPで平滑筋細胞を処理した場合は、いずれも未処理の細胞に比べて、細胞からの^<45>Ca排出活性が有意に上昇した。特に、〔Ca^<2+>〕_1の静止レベル近傍(-log〔Ca^<2+>〕_1〜__<_>7.0)での活性促進が著しく、Caポンプの〔Ca^<2+>〕_1に対する親和性が増大すると結論出来る。従って、細胞内cGMP濃度を上昇させる亜硝酸薬(SNP、ニトログリセリン等)やANPの血管拡張作用の1つのメカニズムとして、cGMPによる細胞膜Caポンプの活性化と〔Ca^<2+>〕_1の減少が考えられる。他方、細胞内cAMP濃度を上昇させる処理は、細胞膜Caポンプ活性に有意な変化を及ぼさなかった。従ってcAMP濃度上昇によって引き起こされる弛緩には細胞膜Caポンプは関与しないものと考えられる。次に、PKC活性化の細胞膜Caポンプ作用に及ぼす効果について調べた。細胞をPKCの活性化剤のPMAで処理すると未処理の細胞に比べてCaポンプ活性は有意に増大した。しかし、cGMPの場合と異なり、Caポンプ活性の最大値が増加しCa^<2+>に対する親和性は変化しなかった。一般に、Ca^<2+>動員刺激に際しては、同時に産生されるジアシルグリセロールによって、PKCの活性化がおこる。従って、PKCによるCaポンプの活性化は、刺激によって上昇した〔Ca^<2+>〕_1を速やかに元のレベルに戻すフィードバック調節機構としての役割をになうものと考えられる。

Research Products

• [Publications] K.-I.FURUKAWA: Journal of Biological Chemistry. 263. 8058-8065 (1988)
• [Publications] Y.TAWADA: Journal of Biochemistry. 104. 795-800 (1988)
• [Publications] K.-I.FURUKAWA: "Regulation of the Plasma Membrane Ca^<2+> Pump ATPase of Vascular Smooth Mauscle by cGMP in Microcirculation in Circulatory Disorders" Springer Verlag Tokyo, 427-431 (1988)
• [Publications] Y.TAWADA: "ATP-Induced Calcium Mobilization in Vascular Smooth Muscle Cells in Calcium Signal and Cell Response" Japan Scientific Societies Press, 211-213 (1988)