反芻動物耳下腺の自発性唾液分泌機構:内向き整流性Kチャネル蛋白の構造機能協関

• Project/Area Number: 00J07162
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Basic veterinary science/Basic zootechnical science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 林 美樹夫 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2000 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2000: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 唾液腺腺房細胞 / 唾液分泌 / SK4 / IK1 / Ca^<2+>依存性K^+チャネル / パッチクランプ法 / 細胞内ATP

Research Abstract

ウシ耳下腺腺房細胞にはTEA非感受性Ca^<2+>依存性K^+チャネル(K_<Ca>)が機能発現し、その電気生理学的性質はSK4/IK1分子により構成されるK^+チャネルに類似する。このK^+チャネルの分子クローニングをウシ耳下腺及びラット顎下腺腺房細胞mRNAから作製したcDNAライブラリーを用いて行った。ウシ耳下腺cDNAから3´RACE法及び5´RACE法により増幅された分子は、SK4/IK1に高い相同性を示した。またラット顎下腺cDNAからPCR法によりSK4/IK1分子が同定された。
ラット顎下腺腺房細胞にパッチクランプ法を適用し、基底外側細胞膜に存在するTEA非感受性K_<Ca>活性に起因するマクロパッチ電流の電気生理学的性質及びその制御因子を調べた。インサイドアウトパッチクランプにおける膜電位固定下で観察されたTEA非感受性K^+電流は細胞内Ca^<2+>により活性化(K_d=0.7μM)された。アウトサイドアウトパッチクランプにおけるTEA非感受性K_<Ca>の一価陽イオン透過性の順位はK^+=Rb^+>>Na^+だった。K_<Ca>はBa^<2+>(δ=0.61、K_<d(o)>=311mM)、charybdotoxin(100nM)またはclotrimazole(1μM)により抑制され、1-ethyl-2-benzimidazolinone(100μM)により増加し、これらの薬理学的性質はSK4/IK1及びウシ耳下腺K_<Ca>に一致した。K_<Ca>は細胞内にATPまたはMg^<2+>が存在しない条件ではランダウンし、キナーゼ阻害薬のstaurosporine(1μM)により抑制された。以上の結果から、唾液腺腺房細胞には細胞内ATPにより制御されるK_<Ca>が存在し、そこれがSK4/IK1分子により構成されている可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] M.Hayashi, S.Komazaki, T.Ishikawa: "An inwardly rectifying K^+ channel in bovine parotid acinar cells : possible involvement of Kir2.1"Journal of Physiology. 547(Pt1). 255-269 (2003)
• [Publications] T.Takahata, M.Hayashi, T.Ishikawa: "SK4/IK1-like channels mediate TEA-insensitive, Ca^<2+>-activated K^+ currents in bovine parotid acinar cells"American Journal of Physiology. 284(1). C127-C144 (2003)