受容体応答反応に関する細胞薬理学的研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454139
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 宮本 英七 熊本大学, 医学部, 教授 (50109659)
• 研究分担者: 山川 孝 熊本大学, 医学部, 助手 (10230327) ; 福永 浩司 熊本大学, 医学部, 講師 (90136721)
• キーワード: 培養細胞 / CaMキナ-ゼII / 細胞増殖因子 / Ca^<2+>イオノフォア / 細胞内カルシウム / 酵素活性化反応 / 自己燐酸化反応 / プロテインホスファタ-ゼ阻害因子

研究概要

神経伝達物質、神経ペプチド、オ-タコイド、細胞増殖因子などの脳内活性因子の多くは、その重要な作用の一つとして、細胞内カルシウムイオン(Ca^<2+>)を介して、種々の脳機能、病態生理に関与していると考えられている。細胞内でのCa^<2+>濃度上昇機構は、a)形質膜を介しての細胞外からのCa^<2+>流入、b)細胞内貯蔵部位からのCa^<2+>放出から成り立っている。上昇したCa^<2+>レベルによってCa^<2+>依存性の生理的機能が発現する。脳内では、神経伝達物質の生合成、放出、受容体のダウン調節、ニュ-ロンの形態維持、運動、軸索流、可塑性など重要な機能にCa^<2+>が関与している。Ca^<2+>/カルモデュリン依存性プロテインキナ-ゼII(CaMキナ-ゼII)は、多様な基質特異性を示し、上記の脳機能に関与することが示唆されてきた。本研究では、細胞系で、CaMキナ-ゼIIが種々の細胞刺激因子に反応して活性化され、動的状態で経過することを調べた。細胞としては、ラット小脳初代培養細胞、ラット胎児線維芽3Yl細胞、ヒト神経芽細胞、PC12細胞、C6グリオ-マ細胞を用いた。いずれの細胞にも、抗脳CaMキナ-ゼII抗体に反応して、免疫沈殿する50〜52kDa蛋白質が存在し、他の証拠と合わせて、それぞれの細胞におけるCaMキナ-ゼIIのアイソエンザイムと結論された。本サブユニットはCa^<2+>/CaM依存性に自己燐酸化された。小脳初代培養細胞に、高K^+、グルタミン酸を投与すると、Ca^<2+>/CaM非依存性活性が上昇し、酵素が活性化された。この反応は、プロテインホスファタ-ゼ1、2Aの阻害因子であるオカダ酸によって活性化反応の増強と持続時間の延長が認められた。3Yl細胞では仔ウシ血清、上皮細胞増殖因子、血小板由来増殖因子やCa^<2+>イオノフォアがCaMキナ-ゼIIの自己燐酸化反応を増殖させた。このように、細胞刺激因子に反応してCaMキナ-ゼIIが活性化され、動的状態で細胞機能に関与していることを示している。

研究成果

• [文献書誌] Nobuyuki Yanagihara: "Staurosporine: An effective inhibitor for Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II" Journal of Neurochemistry. 56. 294-298 (1991)
• [文献書誌] Masaru Suzuki: "Phosphorylation of P_0 glycoprotein in peripheral nerve myelin" Journal of Neurochemistry. 55. 1966-1971 (1990)
• [文献書誌] Hideyuki Yamamoto: "Dephosphorylation of τ factor by protein phosphatase 2A in synaptosomal cytosol fractions,and inhibition by aluminum" Journal of Neurochemistry. 55. 683-690 (1990)
• [文献書誌] Kohji Fukunaga: "Regulation of Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II by brain gangliosides" Journal of Neurochemistry. 54. 102-109 (1990)
• [文献書誌] Hiroshi Onodera: "Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II immunoreactivity in the rat hippocampus after forebrain ischemia" Neuroscience Letters. 113. 134-138 (1990)
• [文献書誌] Yasutaka Ohta: "Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II: Localization in the interphase nucleus and the mitotic apparatus of mammalian cells" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 87. 5341-5345 (1990)
• [文献書誌] Eishichi Miyamoto: "Regulatory role of autophosphorylation of Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II.In: The Biology and Medicine of Signal Transduction:Advances in Second Messenger and Phosphoprotein Research,Vol.24" Raven Press,New York, 750 (1990)