伸展刺激に対する培養メサンギウム細胞の認識機構と細胞内シグナル伝達系の検討

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09770858
• 研究機関: 聖マリアンナ医科大学
• 研究代表者: 近藤 聡 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助手 (10277981)
• 研究分担者: 安田 隆 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助手 (70220150)
• キーワード: 糸球体内高血圧 / 伸展 / 弛緩 / メサンギウム細胞 / 細胞内情報伝達 / チロシンリン酸化 / P125^<FAK> / paxillin / アクチンストレスファイバー / カルシウムチャンネル

研究概要

慢性腎不全の進展機序の一つとして、系球体内高血圧によるメサンギウム細胞(MCs)の伸展が提唱されている。我々はこの進展刺激がどのような機構で細胞内に伝達され、細胞の変化として発現されるのかについて明らかにする目的で、培養MCsを周期的に伸展させ、細胞に生じる変化について検討した。MCsを受動的に伸展させると、細胞骨格であるストレスファイバーの細胞膜側末端に形成される焦点接着(Focal adhesion)に局在するチロシンキナーゼであるfocal adhesion kinase(P125^<FAX>)と、その基質であるpaxillinのチロシンリン酸化が10分から15分以内に生じ、そのリン酸化はGF109203X,BAAPTA-AMにより抑制された。つまり、伸展刺激のシグナル伝達にはプロテインキナーゼ(PKC)およびカルシウムイオンが関与していることが理解された。さらに、受動的に伸展させたMCs内のアクチンストレスファイバーをFITC-phalloidinで染色し、伸展刺激によるアクチンストレスファイバー合成を検討した。ストレスファイバー合成は、細胞伸展後5分から10分後に増加し、さらにはこのアクチンストレスファイバー合成にもPKCおよびカルシウムイオンが関与していることが同様に示唆された。さらに本年度は、この受動的伸展においてのカルシウムイオンの細胞内動員経路を確認する目的で、P125^<FAX>・paxillinのチロシンリン酸化とアクチンストレスファイバー合成が様々なカルシウムチャンネルのインヒビターにより抑制されるかどうかを検討した。その結果、voltage operated calcium channel(VOC)インヒビターであるニフェジビンとstress-activated channel(SAC)インヒビターである塩化ガドリニウムを用いると、これらの変化はそれぞれ単独では抑制されないが、両者の併用により抑制されることが示された。したがって、MCsの受動的伸展により、VOCおよびSACを介して細胞内にカルシウムが動員され、このカルシウムにより細胞内のPKCを含めた細胞内シグナル伝達系が働き、細胞内のチロシンリン酸化やアクチンストレスファイバー合成が生じることが明らかとなった。この成果から考えると、系球体高血圧を伴う慢性腎不全に対して、VOCおよびSACを抑制させ、腎不全進展が抑制できる可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] T,Yasuda,S.Kondo,et al: "Integrins and cytoskeleton:focal adhesion kinase and paxillin." Nephrology Dialysis Transplantation. 14. 58-60 (1999)
• [文献書誌] Kondo S,Yasuda T.et al.: "Gadolinium chloride and nitedipine block c-fos expression by cyclical stretch/relaxation in cultured rat mesangial cells." Journal of the American Society of Nephrology. 9. 341A (1998)
• [文献書誌] Harris RC,Kondo S,and Yasuda T: "Mechanical stress-cell function relationships in renal cells." Experimental Nephrology. 5. 263-270 (1997)
• [文献書誌] Kondo S,Yasuda T.et al.: "Involvement of calcium and protein kinase C in stress fiber formation by cyclical stretch/relaxation in cultured rat mesangial cells." Journal of the American Society of Nephrology. 8. 441A (1997)
• [文献書誌] Takemura T,Kondo S,et al.: "The membrane-bound form of heparin-binding epidermal growth factor-likegrowth factor promotes survival of cultured renal epithelial cells." Journal of Biological Chemistry. 272. 31036-31042 (1997)
• [文献書誌] Yasuda T,Kondo S,Hommma T,and Harris RC: "Regulation of extravellular matrix by mechanical stress in rat glomrularmesangial cells." Journal of Clinical Investigation. 98・9. 1991-2000 (1996)