気道構成細胞内情報伝達機構におけるcyclic ADP-riboseの役割

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05670513
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐々木 司 東北大学, 医学部附属病院, 助手 (10241598)
• 研究分担者: 高澤 伸 東北大学, 医学部, 講師 (50187944)
• キーワード: 気道粘膜下腺 / 気道平滑筋 / カルシウムイオン / イノシトール三リン酸 / サイクリックADPリボース / Clチャンネル / Kチャンネル / パッチクランプ

研究概要

気道を構成する諸細胞の中で、気道粘膜下腺細胞、気道粘膜上皮細胞、肺胞マクロファージ、気道平滑筋細胞について、その基本的な電気生理学的特性について主としてパッチクランプ法を用いて検索した。さらに、気道粘膜下腺、気道平滑筋、の単離細胞について、その細胞内情報伝達機構におけるcyclicADP-ribose (cADPR)の関与につき検討し、一定の知見を得た。
1)気道粘膜下腺房細胞、気道平滑筋、膵外分泌腺(対照)(すべてヒトの材料)について、cADPRの合成代謝酵素であるCD38のmRNAの発現の有無をみた。気道腺、膵についてはCD38-mRNAの強い発現を認めたが、気道平滑筋では認められなかった。
2)気道粘膜下腺において、cADPRは膜を介しての直接のカルシウム流入作用やチャンネルにたいする直接的な活性化作用はなく、細胞内のカルシウムプールからカルシウムを遊離せしめ二次的にカルシウム依存性の電流を惹起しているものと結論された。
3)気道平滑筋細胞についてはCD38-mRNAの発現は認められなかった。気道平滑筋細胞にイノシトール1.4.5三リン酸(IP3)を注入すると、頻発するカルシウム依存性K電流のスパイク(Kスパイク)が観察されたが、cADPRの注入ではKスパイクを誘発することは出来なかった。
以上より、気道腺細胞においては、cADPRとIP3がいずれも細胞内のカルシウム遊離に機能しており、IP3は主としてClチャンネルを、cADPRはKチャンネルをそれぞれ活性化し、共同して気道腺からの水分の分泌に機能しているものと推定された。一方、気道平滑筋細胞ではIP3が重要なカルシウム遊離性セカンドメッセンジャーとして機能しているものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] T.Sasaki,et al.: "Cyclic ADP-ribose,a novel Ca^<2+>-mobilizing second messenger,.." Journal of Clinical Investigation. (in press). (1995)
• [文献書誌] T.Sasaki,et al.: "Apically localized IP3 receptors control chloride current in airway gland acinar cells." American Journal of Physiology. 267. L153-L158 (1994)
• [文献書誌] S.Shimura et al.: "Extracellular ATP regulation of feline tracheal gland secretion" American Journal of Physiology. 267. L159-L164 (1994)
• [文献書誌] A.Tohgo et al.: "Essential cysteine residues for cyclic ADP-ribose synthesis and hydrolysis by CD38." Journal of Biological Chemistry. 269. 28555-28557 (1994)
• [文献書誌] H.Higashida: "Nicotinamide adenine dinucleotide regulates muscarinic receptor-coupled K^+(M) channels in rodent NG108-15 cells." Journal of Physiolpgy. 482. 317-323 (1995)
• [文献書誌] S-Y Hua et al.: "Cyclic ADP-ribose modulates Ca^<2+> release channels for activation by physiological Ca^<2+> entry in bullfrog sympathetic neuro" Neuron. 12. 1073-1079 (1994)
• [文献書誌] S.Takasawa: "Frontiers in Insulin Secretion and Pancreatic B-cell Research." Peter R.Flatt and Sigurd Lenzen (Smith-Gordon)(in press), (1995)
• [文献書誌] H.Okamoto: "Diabetes 1994" Sigeki Baba (Elsevier)(in press), (1995)