糖尿病心筋におけるカルシウムチャネル異常の分子機構とその臨床的意義

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01570357
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 柏木 厚典 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (20127210)
• キーワード: 糖尿病 / 糖尿病性心筋障害 / 電位依存性カルシウムチャネル / カルシウム拮抗薬 / カルシウム調節異常 / プロテインキナ-ゼC / 細胞内遊離カルシウムイオン / X線微小分析法

研究概要

糖尿病(DM)心筋における細胞障害の機構を明らかにするため心筋細胞内カルシウムの調節異常としての電位依存性カルシウムチャネル(VOCC)異常と細胞内小器官へのカルシウム蓄積を検討した。 (1)糖尿病心筋におけるミトコンドリア(MIT)内カルシウムの異常沈着:シオノギ研究所水平博士との共同研究により、蓚酸ーピロアンチモネ-ト沈澱法、マイクロウェ-ブ固定法を併用して、電子顕微鏡上にてX線微小分析法を用いて検討した。DM心筋のMIT内カルシウムは対照に比し48%増加し、特に膨潤しクリステの配列異常を示すMITがDM群で増加し、そこにカルシウムの貯留が大であった。 (2)心筋内カルシウムチャネル異常:DM心筋細胞膜VOCCをジヒドロピリヂン系VOCC阻害剤である[ ^3H]PN200ー110を用いて測定したところ、DM作成後6週以後増加し、10週では対照に比し結合数が64%増加したが、結合の親和性には差を認めなかった。またその結合に対するverapamilの抑制効果はDM群で軽度であり、結合に関して質的異常を認めた。細胞内へのカルシウム流入、VOCC蛋白の増加、mRNA量の変動も検討中である。 (3)糖尿病ラット骨格筋におけるVOCCの異常と細胞内カルシウム分布異常:糖尿病心筋で認められた細胞内カルシウム異常がヒラメ筋でも認められ、原子吸光法によるカルシウム測定にてDM群では対照群に比し42%増加していた。下腿三頭筋より作成した粗膜分画への[ ^3H]PN200ー110結合を検討したところVOCC数はDM作成後6週から増加し、10週では対照に比し91%増加したが、親和性の異常は認めなかった。 (4)カルシウム拮抗剤の糖尿病心筋protein kinase C (PKC)活性に及ぼす影響:DM心筋内PKC活性を膜分画、可溶性分画にわけて測定したところ対照群に比し各々41%、94%増加し、糖尿病心筋の心機能不全への関与が示唆された。これら異常はベラパミルの投与により正常化した。糖尿病心筋細胞にはカルシウム過剰流入が存在し心筋細胞障害を来す可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Nishio Y.et al: "Deficiency of βーadrenergic receptor in streptozocinーinduced diabetic rats." Diabetes. 37. 1181-1187 (1988)
• [文献書誌] Kashiwagi A et al: "Plasma membraneーspecific deficiency in cardiac βーadrenergic receptor in streptozocinーinduced……." Diabetes. 37. 85A (1988)
• [文献書誌] Kida Y.et al: "Is difference of arterial and venous oxygen content a possible marker for diabetic foot." Diabetes Care. 11. 515-516 (1988)
• [文献書誌] 阿部 奈々美 et al: "糖尿病患者のうっ血性心不全ー9年間の入院患者606例での検討" 糖尿病. 32. 683-685 (1989)
• [文献書誌] Kashiwagi A et al: "Plasma membraneーspecific deficiency in cardiac βーadrenergic receptor in streptozocinーdiabetic rats." American J.Physiology. 257. E127-E132 (1989)
• [文献書誌] 柏木 厚典 et al: "ストレプトゾトシン糖尿病ラット心筋膜電位依存性カルシウムチャネル異常" 糖尿病. 32. 683-685 (1989)
• [文献書誌] Nishio Y.et al: "Increase in [ ^3H]PN200ー110 binding to cardiac muscle membrane in streptozocinーinduced……." Diabetes. 39. 1064-1069 (1990)
• [文献書誌] Kashiwagi A et al: "Fvequency and risk factors of congestive heart failure in diabetic patients." Elsevier Science Publishers BV. 603-607 (1990)
• [文献書誌] Tanaka Y.et al: "Effect of verapamil on cardiac protein kinase C activity in diabetic rats." Submit to Eur J.Pharmacol. (1991)
• [文献書誌] Kashiwagi A.et al: "Increase in cardiac muscle fructose content in streptozocinーinduced diabetic rats." Submit to Metabolism. (1991)
• [文献書誌] 小川 勉 et al: "糖尿病ラット骨格筋における電位依存性カルシウムチャネル異常と細胞内カルシウム蓄積" 糖尿病 投稿予定. (1991)
• [文献書誌] Kashiwagi A et al: "Intramitochondrial calcium deposition in cardiac muscle of streptozocinーinduced diabetic rats." Submit to Diabetes. (1991)
• [文献書誌] 柏木 厚典: "糖尿病に特異的な心病変と臨床像 糖尿病カレントレビュ-" 175-199 (1990)
• [文献書誌] Shigeta Yukio et al: "Pathophysiological medranism of defective inotropic response to a βーadrenergic agonist……." Reaven Press, 10 (1991)
• [文献書誌] Kashiwagi A et al: "Hemostatic abnormalities in diabetic macroangioーpathy.Diabetic complications,Epidemiology……." Reaven Press, 14 (1991)
• [文献書誌] Kashiwagi et al: Kluver Academic Publisher., (1991)