CFTRクロライドチャネル蛋白の多機能性と細胞容積調節機構

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10217210
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 岡田 泰伸 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (10025661)
• 研究分担者: 森島 繁 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (50290911)
• キーワード: CFTR / C1‐チャネル / ATP放出 / 浸透圧性細胞膨張

研究概要

CFTRは欧米で非常に多い常染色体劣性遺伝疾患である嚢胞性線維症の原因となる膜蛋白である。この膜蛋白は、構造上はABCトランスポータのファミリーに属しながら、機能的には細胞内のcAMP増加によって活性化されるCl^-チャネルの実体であることが明らかにされたきた。しかし、はじめの命名通り、他のチャネルに対するレギュレータとしての機能も併せ持つことも報告されている。さらにパッチクランプ法によりCFTR強制発現細胞においてATP電流が観察できたという報告もあり、ATPの通過路はCFTR自体であるという仮説が提唱された。更に最近、CFTRではなく容積感受性Cl^-チャネルを通ってATPが放出されるという仮説も提出された。そこで本研究では、CFTRの多機能性に関して、ATP放出制御と、細胞容積調節制御の2点から分子論的に明らかにすることを目的とする。具体的には、1)ATP放出はCFIR Cl^-チャネルを介して行われるか?、2)ATP放出は容積感受性Cl^-チャネルを介して行われるか?、3)ATP放出経路の分子実体は何か?、4)CFTRがいかにしてATP放出を制御するのか?、5)ATP放出とCFTR Cl^-チャネルの活性化がいかにして細胞容積調節に関与するのか?、という5つの設問に答えて行く。
本年度はまず、設問2)ATP放出は容積感受性Cl^-チャネルを介して行われるか?を検討した。浸透圧性の細胞容積膨張条件下でATP放出が誘起されることが判明し、しかもそれはCFTRの発現細胞で極めて顕著であることが判明した。細胞膨張誘起性ATP放出は容積感受性Cl^-チャネル阻害剤(SITSやアラキドン酸)で抑制されなかった。私達がすでに作成に成功しているATP放出を抑制するモノクロール抗体でも、容積感受性Cl^-チャネル電流は抑制されなかった。以上の結果から、浸透圧性ATP放出はCFTR発現で亢進すること、このATP放出は容積感受性Cl^-チャネルを通って行われるものではないことが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Tsumura,Hazama & Okada: "Activation of cAMP-dependent CI currents in guinea-pig Paneth cells without relevant evidence for CFTR expression." Journal of Physiology. 512・3. 765-777 (1998)
• [文献書誌] Zhou,Hazama & Okada: "Tyrosine kinase-independent extracellular action of genistein on the CFTR C1 channel in guinea pig ventricular myocytes and CFTR-transfected mouse fibroblasts." Japanese Journal of Physiology. 48・5. 389-396 (1998)
• [文献書誌] Sabirov,Morishima & Okada: "Probing the water permeability of ROMKI and amphotericin B channels using Xenopus oocytes." Biochimica Biophysica Acta. 1368. 19-26 (1998)
• [文献書誌] 岡田泰伸: "C1チャネルと細胞容積調節および細胞死" Mebio. 15・6. 61-68 (1998)
• [文献書誌] 森島 繁・岡田泰伸: "イオンチャネルの構造と機能" Mebio. 15・6. 12-24 (1998)
• [文献書誌] 岡田泰伸・小島 至: "チャネルとトランスポータの構造と疾患" Molecular Medicine. 35. 4-17 (1998)
• [文献書誌] Y.Okada: "Cell Volume Regulation:The Molecular Mechanism and Volume Sensing Machinery" Elsevier, 1-214 (1998)