血液細胞の増殖・分化におけるイオンフラックスの役割

• 研究課題/領域番号: 61570052
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 宮崎 俊一 自治医科大学, 医学部, 助教授 (80010081)
• 研究分担者: 須田 年生 自治医科大学, 医学部, 講師 (60118453)
• 研究期間 (年度): 1986
• 研究課題ステータス: 完了 (1986年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1986年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 細胞増殖・分化 / 血液細胞 / 増殖因子 / イオンチャンネル / カルシウムイオン / 単一細胞の解析

研究概要

〔目的〕血液細胞はすべて血液幹細胞から分化し、1個の幹細胞が赤血球、白血球、血小板等の多種類の細胞系列に増殖・分化していく。本研究では、血液細胞の増殖・分化に対する陽イオンの制御機構の有無を検索するため、未分化細胞にパッチクランプ法を適用してイオンチャンネルを調べ、また、各種増殖因子を作用させた際のイオンフラックスを解析することを目的とした。
〔方法〕マウス白血病細胞株FDC-P_2、ヒト血液幹細胞の培養から増殖させた赤芽球系細胞及び顆粒球-マクロファージ系前駆細胞のコロニーをひろい集め、実験皿に再播布して、個々の単一細胞に於て、whole cell clamp法により細胞膜を介するイオン電流を記録した。
〔結果〕上記の各細胞は、細胞膜の物理的性状が一つ一つ異なり、また、培養条件や日数によって変化するため、パッチクランプ法の適用は困難を極め、時間を費やしてしまった。これまでに得られた結果によると、これらの細胞にはKチャンネルは存在するが、興奮性は無く、NaチャンネルやCaチャンネルはとらえられなかった。イオン電流の膜電位依存性も無かった。pCD-P_2細胞にインターロイキンを投与した場合、及び赤芽球系細胞にエリスロポエチンを投与した場合、膜電位の有意な変化は未だ得られていない。これらの未分化細胞にはイオンチャンネルが発達しておらず、チャンネルを介するイオンフラックスが機能しない可能性があり、今後さらに検討を要す。他方、増殖因子が細胞膜を作用し、細胞内Caイオンが増加して第二又は第三メッセンジャーとなって増殖を誘発する可能性がある。赤芽球系細胞にCa結合性螢光試料Fura-IIをとりこませ、螢光顕微鏡下の個々の細胞を高感度テレビカメラでとらえた。エリスロポエチン投与により、細胞内Caイオン増加を示唆する細胞がとらえられている。細胞周期のステージにより反応性が異なることも考えられ、現在研究を進めているところである。