互いに異なるGTP結合蛋白が介在する細胞内情報伝達系の電気生理学的研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01570074
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 佐々木 和彦 岩手医科大学, 医学部・生理学第一講座, 助手 (70118248)
• 研究分担者: 高島 浩一郎 岩手医科大学, 医学部・生理学第一講座, 助手 (80146026) ; 松本 光比古 岩手医科大学, 医学部・生理学第一講座, 講師 (20118300)
• キーワード: GTP結合蛋白 / アセチルコリン受容体 / ド-パミン受容体 / セロトニン受容体 / ヒスタミン受容体 / FMRFamide受容体 / K^+チャネル / Na^+チャネル

研究概要

アメフラシ神経節細毆にアセチルコリン、ヒスタミン、ド-パミン、ペプチドのFMRFamideの何れかを投与した時には百日咳毒素に感受性をもつG蛋白が活性化してK^+チャネルを開く。静止膜で単に温度をあげただけでも同じG蛋白が活性化してこのK^+チャネルを開く。今年度は上記の受容体刺激によるG蛋白の活性化以降何らかの酵素が活性化して作られる代謝産物がK^+チャネルを開いているかどうか試した。その結果、1)細胞内にEGTAを注入しても、細胞外をCa^<2+>freeで還流しても各受容体刺激による応答は影響されなかった。2)細胞外をphospholipase C(PLC)抑制剤のNCDCで還流しても応答は変化しなかった。3)phospholipase A_2(PLA_2)抑制剤のMepacrine、lipoxygenase抑制剤のNDGAも無効であった。これらの事からG蛋白の活性化以降PLCやPLA2が活性化してそれらの産物がK^+チャネルを開くモデルはあてはまらない。細胞内cAMPの減少がK^+チャネルを開く原因でないことも確かめている。したがって目下のところ、活性化したG蛋白が直接K^+チャネルを開くとするモデルがあてはまると考えている。
一方、ド-パミン、セロトニン、FMRFamideの何れかの投与により上記と異なる型の受容体を刺激した時、コレラ毒素に感受性を持つG蛋白が活性化して、電圧依存性のNa^+チャネルが開く細胞群がある。1)これらの受容体刺激で発生する応答は、cAMP phosphodiesterase(PDE)阻害剤(IBMX)の存在下でも応答が増大しない事を確かめた。2)adenylatecyclaseやAkinaseの阻害剤を細胞内投与しても応答は影響を受けなかった。3)PDEーresistantなcAMPアナログのBrーcAMPを注入して発生するNa^+電流応答の最中でも伝達物質による応答はocculudeされなかった。従ってこの種の応答は細胞内cAMPの増加が主な原因ではない。この応答を媒介するG蛋白は従来のGsではない事が示唆される。

研究成果

• [文献書誌] Sasaki,K.,Shozushima,M.,Matsumoto,M.,Kudo,A.,Sato,M.: "Regulation of ionic channels by GTPーbinding proteins coupled with various types of receptors in Aplysia neurons." Studies in Neuroscience. 15. 24-29 (1991)
• [文献書誌] Kudo,A.,Sasaki,K.,Matsumoto,M.: "A slow voltageーdependent Na^+ーcurrent induced by 5HT and the Gーproteincoupled activation mechanism in the ganglion cells of Aplysia." Japanese Journal of Physiology. 41. 259-275 (1991)
• [文献書誌] Tamazawa,Y.,Matsumoto,M.,Kudo,A.,Sasaki,K.: "K^+ーchannels operated by receptor stimulation can be activated simply by raising temperature." Japanese Journal of Physiology. 41. 117-127 (1991)
• [文献書誌] Sasaki,K.,Kudo,A.,Matsumoto,M.,Takashima,K.,Takahashi,J.,Sato,M.: "Regulatory roles of different Gーproteins for K^+ーdependent and Na^+,Ca^<2->ーdependent postsynaptic responses in the ganglin cells of Aplysia." Proceedings of IIIrd Symposium on Molluscan Neurobiology(Amsterdam).117-122 (1991)
• [文献書誌] Sasaki,K.,Chiba,O,Higuchi,H.,Takashima,K.: "The Gーprotein mediating the slowly depolarizing response induced by PheーMetーArgーPheーNH_2 observed in the ganglion cells of Aplysia."