カルシウムチャネルサブユニット欠損マウスの作製とその機能解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09044351
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 井本 敬二 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (00176512)
• 研究分担者: BEAM Kurt G. コロラド州立大学, 解剖・神経生物学教室, 助手 ; SCHWARTZ Arn シンシナティ大学, 分子薬理研究所, 所長 ; 若森 実 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (50222401) ; 中井 淳一 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (80237198) ; 森 泰生 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助教授 (80212265)
• キーワード: カルシウムチャネル / ジーンターゲティング / 神経伝導 / 神経伝達 / 活動電位

研究概要

『神経伝導』過程における情報統合、および『神経伝導』と『神経伝達』の間の相互作用の分子様式を解明するべく、以下の研究を達成した。
まず、電位依存性Ca^<2+>チャネルの機能特性に関する検討を、組み換え発現系を用いて行った。全く異なった薬剤感受性を示す2種類の高閾値Ca^<2+>チャエルタイプ(L及びN)は、非常に似通った電位感受性・活性化、及びイオン透過性機構を有することが明らかになった。また、神経特異的N型Ca^<2+>チャネルにおいて、GTP結合蛋白質α、及びβγサブユニットは異なった細胞質領域に結合することによって、Ca^<2+>チャネル電流を抑制し、ひいてはシナプス前抑制を惹起することを明らかにした。さらに、cDNAクローニングにより、新奇の受容体作動性Ca^<2+>チャネルTRPのサブタイプ(TRP5)を見い出した。TRP5は脳にのみ発現しており、その活性化開口はCa^<2+>ストア枯渇に非依存的であった。これら形質膜に局在するCa^<2+>チャネル群からの、シグナルの受け手である神経細胞小胞体膜Ca^<2+>放出チャネルの分子的同定も行った。我々が、興奮性細胞のモデル系として追及している骨格筋興奮収縮連関において、組織特異的な電位依存性Ca^<2+>チャネル-Ca^<2+>放出チャネル間相互作用を明らかにした。以上の知見を、生体に近い状態でのCa^<2+>電流・細胞内動態の解析に生かすため、天然の電位依存性Ca^<2+>チャネル変位マウスより、急性単離神経細胞を調製し、それの電気生理学同定を現在、試みているところである。

研究成果

• [文献書誌] Nakai, J.: "Functional nonequality of the cardiac and skeletal ryanodine receptor" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 1019-1022 (1997)
• [文献書誌] Furukawa, T.: "Voltage and pH dependent block of cloned N-type Ca^<2+> channels by amlodipine." Br.J.Parmacol.121. 1136-1140 (1997)
• [文献書誌] Kobayashi, T.: "Inhibitory effects of a new neuroprotective dilitazem analogue,T-477,on cloned brain Ca^<2+> channels expressed in Xenopus oocytes." Eur.J.Parmacol.332. 313-320 (1997)
• [文献書誌] Garcia, J.: "Role of S4 seqments and the leucine heptad motif in the activation of an L-type calcium channel." Biophys.J.72. 2515-2523 (1997)
• [文献書誌] Dirksen, R.T.: "The S5-S6 linker of Repeat is a critical determinant of L-type Ca^<2+> channel conductance." Biophys.J.73. 1402-1409 (1997)
• [文献書誌] Nakashima, Y.: "Molecular cloning and characterization of a human brain ryanodine receptor." FEBS Lett.417. 157-162 (1997)
• [文献書誌] Wakamori, M.: "Functional characterization of ion permeation pathway in the N-type Ca^<2+> channel." J.Neurophysiol.79. 622-634 (1998)
• [文献書誌] Mori, Y.: "TRP subtypes are responsible for capacitative calcium entery in distinct mouse brain neurons." Neuroreport. 9. 507-515 (1998)
• [文献書誌] Yamazaki, K.: "Genetic mapping of mouse transient receptor potential (Trrp) genes responsible for capacitative calcium entry channels" Genomics. (in press).
• [文献書誌] Furukawa, T.: "Differential interactions of the C-terminus and I-II loop of Ca^<2+> channels with G-protein α-and βγ:I Molecular determination" J.Biol.Chem. (in press).
• [文献書誌] Furukawa, T.: "Differential interactions of the C-terminus and I-II loop of Ca^<2+> channels with G-protein α-and βγ:II.Evidence for Direct Binding." J.Biol.Chem. (in press).
• [文献書誌] Okada, T.: "Molecular Cloning and Functional Characterization of a Novel Receptor-Activated TRP Ca^<2+> Channel from Mouse Brain." J.Biol.Chem.(in press).