脂溶性物質が膵導管細胞における陰イオンチャネルに与える影響に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15590196
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 大阪医科大学
• 研究代表者: 相馬 義郎 大阪医科大学, 医学部, 講師 (60268183)
• 研究分担者: 進藤 昌彦 大阪医科大学, 医学部, 非常勤講師 (10244592) ; 窪田 隆裕 大阪医科大学, 医学部, 教授 (10084906) ; 宗宮 浩一 大阪医科大学, 医学部, 助手 (20319544) ; 瀧井 道明 大阪医科大学, 医学部, 助手 (40319538) ; 石黒 洋 名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 助教授 (90303651)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: CFTR / イオンチャネル / 陰イオン / ゲーティング / 脂溶性物質 / 膵導管細胞 / 重炭酸分泌 / コレステロール / 膵臓 / 外分泌 / 重炭酸イオン / bicarbonate secretion / pancreatic duct

研究概要

膵導管細胞の陰イオンコンダクタンスは、主として管腔側膜に発現しているCFTR陰イオンチャネルによって形成されている。本研究では、主にパッチクランプ法を用いてCFTRイオンチャネルに対する脂溶性物質の影響を調べた。
芳香族カルボン酸などの負電荷を持つ小分子量の比較的弱い脂溶性の薬剤は、CFTRチャネルのシングルチャネルコンダクタンスの低下と同時に開口確率の増加を引き起こしたが、電荷を持たない小分子量の脂溶性薬剤は、シングルチャネルコンダクタンスの低下を起こさず、開口確率の増加のみを引き起こした。本研究によりシングルチャネルコンダクタンスの低下は、薬剤がチャネルポア内部にある結合サイトに結合することによって起こり、一方、開口確率の増加は細胞内ドメインのある部位に薬剤が直接結合することによって起こされることが明らかになった。
また本研究では、コレステロールの形質膜含有量変化がCFTRチャネルのATP依存性ゲーティングに大きな影響を与えることが明らかになった。この現象については、CFTRチャネルのATP依存性ゲーティング機構についての研究結果から、CFTRチャネルの開閉に伴った膜貫通ドメインの構造的変化に対する機械的抗力がATPの加水分解速度に影響を与えている可能性が示唆された。
以上、本研究によってCFTRチャネルに対する脂溶性物質の影響は"脂溶性"という共通した性質のみではなく、それぞれの物質に特有の性質によって大きく異なることが明らかになり、脂質代謝を介した複雑なCFTRチャネルの制御システムの存在が示唆された。また、CFTRチャネル分子について数多くの分子生理学的に重要な知見も得られた。さらに、本研究の次の展開へとつながるBK_<Ca>チャネルのゲーティングおよび末梢組織に発現しているGABA_Aチャネルについての基礎的研究も平行して行なった。

研究成果

• [雑誌論文] A local GABAergic system within rat trigeminal ganglion cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayasaki H, Sohma Y, Kanbara K, Maemura K, et al.
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 23・3 ページ: 745-757
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A local GABAergic system within rat trigeminal ganglion cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayasaki H, Sohma Y, Kanbara K, Maemura K, Kubota T, Watanabe M
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 23 ページ: 745-757
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A local GABAergic system within rat trigeminal ganglion cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayasaki H, Sohma Y, Kanbara K, Maemura et al.
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 23・3 ページ: 745-757
• [雑誌論文] CFTR gating I : Characterization of theATP-dependent gating of a phosphorylation-independent CFTR construct (ΔR-CFTR) (2005)
  • 著者名/発表者名: Bompadre SG, Ai T, Cho JH, Wang X, Sohma Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 125・4 ページ: 361-375
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] CFTR gating II : Effects of nucleotide binding on the stability of open states. (2005)
  • 著者名/発表者名: Bompadre SG, Cho JH, Wang X, Zou X, Sohma Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 125・4 ページ: 377-394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] High affinity ATP/ADP analogues as new tools for studying CFTR gating. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhou Z, Wang X, Li M, Sohma Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physiology 569・2 ページ: 447-457
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Intracellular Mg^<2+> influences both open and closed times of a native Ca(^<2+>)-activated BK channel in cultured human renal proximal tubule cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sohma Y, Kubokawa M, Hirano J, Nakamura K, Kubota T
  • 雑誌名: Journal of Membrane Biology 207・2 ページ: 69-89
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] CFTR gating I : Characterization of the ATP-dependent gating of a phosphorylation-independent CFTR construct (ΔR-CFTR). (2005)
  • 著者名/発表者名: Bompadre SG, Ai T, Cho JH, Wang X, Sohma Y, Li M, Hwang TC
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 125 ページ: 361-375
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] CFTR gating II : Effects of nucleotide binding on the stability of open states. (2005)
  • 著者名/発表者名: Bompadre SG, Cho JH, Wang X, Zou X, Sohma Y, Li M, Hwang TC
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 125 ページ: 377-394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High affinity ATP/ADP analogues as new tools to study CFTR gating. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhou Z, Wang X, Li M, Sohma Y, Zou X, Hwang TC
  • 雑誌名: Journal of Physiology 569 ページ: 447-457
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intracellular Mg^<2+> influences both open and closed times of a native Ca^<2+>-activated BK channel in cultured human renal proximal tubule cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sohma Y, Kubokawa M, Hirano J, Nakamura K, Kubota T
  • 雑誌名: Journal of Membrane Biology 207 ページ: 69-89
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intracellular Mg^<2+> influences both open and closed times of a native Ca^<(2+)->activated BK channel in cultured human renal proximal tubule cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sohma Y, Kubokawa M, Hirano J, Nakamura K, Kubota T.
  • 雑誌名: Journal of Membrane Biology 207・2 ページ: 69-89
• [雑誌論文] CFTR gating I : Characterization of the ATP-dependent gating of a phosphorylation-independent CFTR construct (ΔR-CFTR) (2005)
  • 著者名/発表者名: Bompadre SG, Ai T, Cho JH, Wang X, Sohma Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 125・4 ページ: 361-375
• [雑誌論文] CFTR gating I : Characterization of the ATP-dependent gating of a phosphorylation-independent CETR construct (ΔR-CFTR) (2005)
  • 著者名/発表者名: Bompadre SG, Ai T, Cho JH, Wana X.Sohma T, et al.
  • 雑誌名: Journal of General Physiology (印刷中)
• [雑誌論文] CETR gating II : Effects of nucleotide binding on the stability of open states. (2005)
  • 著者名/発表者名: Bompadre SG, Cho JH, Wang X, Zou X, Sohma Y et al.
  • 雑誌名: Journal of General physiology (印刷中)
• [雑誌論文] Direct effects of 9-anthracene compounds on cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gating. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ai T, Bompadre SG, Sohma Y, et al.
  • 雑誌名: Pflugers Archiv - European Journal of Physiology 449 ページ: 88-95
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The patch-clamp and planar lipid bilayer techniques : powerful and versatile tools to investigate the CFTR C1^- channel (2004)
  • 著者名/発表者名: Sheppard DN, Gray MA, Gong X, Sohma Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Cystic Fibrosis Suppl.2(総説) ページ: 101-108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The patch-clamp and planar lipid bilayer techniques : powerful and versatile tools to investigate the CFTR Cl^- channel. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sheppard DN, Gray MA, Gong X, Sohma Y, Kogan I, Benos DJ, Scott-Ward TS, Chen JH, Li H, Cai Z, Gupta J, Li C, Ramjeesingh M, Berdiev BK, Ismailov II, Bear CE, Hwang TC, Linsdell P, Hug MJ
  • 雑誌名: Journal of Cystic Fibrosis Suppl 2 ページ: 101-108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct effects of 9-anthracene compounds on cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gating (2004)
  • 著者名/発表者名: Ai T, Bompadre SG, Sohma Y, Wang X, Li M, Hwang TC
  • 雑誌名: Pflugers Archiv - European Journal of Physiology 449 ページ: 88-95
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct effects of 9-anthracene compounds on cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gating (2004)
  • 著者名/発表者名: AI T, Bompadre SG, Sohma T et al.
  • 雑誌名: Pflugers Archiv 449 ページ: 88-95
• [雑誌論文] The patch-clamp and planar lipid bilayer techniques : powerful and versatile tools to investigate the CFTR Cl^- channel (2004)
  • 著者名/発表者名: Sheppard DN Gray MA, Gong X, Sohma Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Cystic Fibrosis Suppl.2 ページ: 101-108
• [文献書誌] Sheppard DN, Gray MA, Gong X, Sohma Y, et al.: "The patch-clamp and planar lipid bilayer techniques : powerful and versatile tools to investigate the CFTR Cl^- channel"Journal of Cystic Fibrosis. 印刷中. (2004)
• [文献書誌] Yamamoto A, Ishiguro H, Ko SB, Suzuki A, et al.: "Ethanol induces fluid hypersecretion from guinea-pig pancreatic duct cells"Journal of Physiology. 55・3. 917-926 (2003)
• [文献書誌] Naruse S, Ishiguro H, Suzuki Y, Fujiki K, Ko SBH, et al.: "A finger sweat chloride test for the detection of the high-risk group of chronic pancreatitis"Pancreas. 印刷中. (2004)
• [文献書誌] Fujiki K, Ishiguro H, Ko SBH, Mizuno N, Suzuki Y et al.: "Genetic evidence for CFTR dysfunction in Japanese : background for chronic pancreatitis"Journal of Medical Genetics. 印刷中. (2004)