病態環境モデルにおけるカルシウム拮抗薬の作用解析

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04454530
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長尾 拓 東京大学, 薬学部, 教授 (30217971)
• 研究分担者: 赤羽 悟美 東京大学, 薬学部, 助手 (00184185)
• キーワード: カルシウム拮抗薬 / カルシウムチャネル / ジルチアゼム / ベラパミル / ニフェジピン / 高血圧自然発症ラット / 心筋 / 大動脈

研究概要

代表的なカルシウム拮抗薬(Ca拮抗薬)は化学構造の異なる3つのグループに分類されており、L-タイプCaチャネル蛋白上の異なる部位に結合すると考えられている。しかし、これらのCa拮抗薬は組織選択的にまた病変部位へ選択的に作用することが知られている。このことは、病態環境における各Ca拮抗薬の作用が正常環境のものとは異なることを意味している。そこで本研究は、病態環境のモデルとなるin vitro系を用いて薬としてのCa拮抗薬の作用機序を明らかにする目的で実施し、以下に示す成果を得た。
1.自然発症高血圧ラット(SHR)の大動脈のCaチャネル数を、[^3H](+)PN200-110結合実験により求め、正常血圧ラット(WKY)と比較したところ、高血圧発症前(4週齢)および後(13週齢)のいずれのSHRにおいても[^3H](+)PN-200-110結合部位密度および親和性に同週齢のWKYと比較して有意な差は観察されなかった。
2.高K^+栄養液([K^+]out=12.7mM)中と正常K^+栄養液([K^+]out=2.7mM)中で各種Ca拮抗薬のモルモット摘出乳頭筋収縮抑制作用を比較検討した結果、正常K^+栄養液中に比較して高K^+栄養液中でdiltiazem、verapamilの抑制作用はそれぞれ100倍、10倍強くなったが、nifedipineでは変わらなかった。この結果は正常時にはほとんど血管拡張作用を示さない濃度のdiltiazemやverapamilが心筋虚血時に細胞外のK^+濃度の上昇により心筋抑制作用を発現し虚血心筋を保護する可能性を示唆するものである。
3.単離心筋細胞にパッチクランプ法を適用し、膜不透過型のdiltiazem4級アンモニウムイオン誘導体を用いてCaチェネル分子内のdiltiazem結合部位を検討したところ、細胞膜の外側および内側の2ヵ所に結合部位が存在する可能性が示された。

研究成果

• [文献書誌] T.Tanaka: "Synthesis of the optically active trans-isomers of diltiazem and their cardiovascular effects and Ca-antagonistic activity" Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 40. 1476-1480 (1992)
• [文献書誌] K.Kikkawa: "Prophylactic effects of a new 1,5-benzothiazepine calcium antagonist on stroke in salt-loaded stroke-prone spontaneously hypertensive rats" Arzeneimittel-Forschung Drug Research. 42. 781-786 (1992)
• [文献書誌] S.Murata: "Cerebral Vasodilating and spasmolytic actions of a new Ca-antagonist,clentiazem(TA-3090)in anesthetized animals" Journal of Cardiovascular Pharmacology. 19. 790-797 (1992)
• [文献書誌] R.Okuyama: "Effect of K^+-depolarization on the potency of Ca^2 antagonists in the guinea-pig isolated papillary muscle" The Japanese Journal of Pharmacology. 58. 189 (1992)
• [文献書誌] S.Ikeda: "Binding of (+)〔3H〕PN200-110 to aortic and cardiac membranes from spontaneously hypertensive rats(SHR) in comparison with that from normotensive Wistar-Kyoto(WKY)rats.(in press)" Japanese Heart Journal. 34. (1993)
• [文献書誌] S.Adachi Akabane: "Quaternary diltiazem can act from both sides of the membrane in ventricular myocytes" The Japanese Journal of Pharmacology. 59. (1993)