中枢神経系に新しく発見されたテトロドトキシン感受性カルシウムチャンネル

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02404022
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 赤池 紀生 東北大学, 医学部, 教授 (30040182)
• 研究分担者: 徳冨 直史 東北大学, 医学部, 助手 (30227582) ; 中江 俊夫 東北大学, 医学部, 助手 (20155659)
• キーワード: ラット海馬CA1領域 / 急性単離錐体細胞 / テトロドトキシン感受性カルシウム電流 / 2価陽イオン透過性 / スコ-ピオントキシン / 脳内分布 / キネテイクス / リグノカイン(リドカイン)

研究概要

脳虚血後の中枢神経細胞死には細胞内へのカルシウムイオン(Ca^<2+>)の異常な多量流入が深く関与している。本研究の目的は脳虚血に脆弱性をもつ海馬CA1領域の錐体細胞に局在する、我々が新しく発見したテトロドトキシン(TTX)感受性カルシウム電流(TTXーI_<ca>)の生理・薬理学的性質を解明することにあった。以下に得られた結果を示す。
1.ラット急性単離海馬CA1錐体細胞においてT、NおよびL型Ca電流と異なるTTXーI_<ca>を発見した。
2.TTXーI_<ca>の活性化、不活性化は膜電位に強く依存し、特に不活性化は膜電位に対して2つの指数関数でフィットされた。本チャンネルの活性化は約ー55mVから始まりー30mVで最も大となった。
3.TTXーI_<ca>のピ-ク電流は細胞外のCa^<2+>濃度の増加につれて直線的に増加した。
4.TTXーI_<ca>に関与するチャンネルを通過する2価陽イオンの通りやすさの順はCa^<2+>、Sr^<2+>、Ba^<2+>で、これらのピ-ク電流の大きさの比は1:0.33:0.05であった。しかし全ての電流のkineticsは非常に類似していた。
5.TTXはTTXーI_<ca>のkineticsを変えることなく時間かつ用量依存性にこの電流を抑制した。TTXおよびLignocaineのTTXーI_<ca>に対するIC_<50>値はそれぞれ3.5×10^<ー9>Mと3.6×10^<ー4>Mであった。
6.サソリ毒素はTTXーI_<ca>の不活性化過程を用量、時間依性に延長した。
7.TTXーI_<ca>を持つ錐体細胞はCA1領域内の背側部において密に、腹側部に移行するに従って次第に疎となる不均一分布を示した。この分布は脳虚血に対し脆弱な錐体細胞の分布と全く一致した。この結果から、脳虚血による神経細胞の脆弱性にTTXーI_<ca>の生理機能の変動が深くかかわりあっていることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Akaike,N.Takahashi,K.&Morimoto,M.: "Heterogeneous distribution of tetrodotoxinーsensitive calciumconducting channels in rat hippocampal CA1 neurons." Brain Res.556. 135-138 (1991)
• [文献書誌] Shirasaki,T.Harata,N.,Nakaye,T.&Akaike,N.: "Interaction of various nonーsteroidal antiーinflammatories and quinolone antimicrobials on GABA response in rat dissociated hippocampal pyramidal neurons." Brain Res.562. 329-331 (1991)
• [文献書誌] Shirasaki,T.,Harata,N.,Nakaye,T.,Akaike,N.: "Q__〜uinolones do not interact with NMDA receptor in dissociated rat hippocampal neurons." Brain Res.562. 344-346 (1991)
• [文献書誌] Ueno,S.,Nakaye,T.&Akaike,N.: "Protonーinduced sodium current in freshly dissociated hypothalamic neurones of the rat." J.Physiol.(1992)
• [文献書誌] Akaike,N.&Takahashi,K.: "Tetrodoxinーsensitive calciumーconduction channels in the rat hippocampal CA1 region." J.Physiol.(1992)
• [文献書誌] Yamashita,Y.,Akaike,N.,Wakamori,M.,Ikeda,I.&Oaawa,H.: "Voltageーdependent current in isolated single merkel cells of rats." J.Physiol.(1992)