消化管平滑筋層の自動運動を調節する細胞群

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10670012
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鳥橋 茂子 名古屋大学, 医学部, 助手 (90112961)
• 研究分担者: 尾崎 博 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (30134505) ; 中山 晋介 名古屋大学, 医学部, 助教授 (30192230)
• キーワード: ペースメーカー / c-kit / マクロファージ / LPS / 自動能 / 平滑筋 / iNOS / COX-2

研究概要

消化管平滑筋層の自動運動を調節する細胞群としてペースメーカー細胞(c-kit発現細胞)と組織常在型マクロファージの研究を行い以下の成果を得た。
1.ペースメーカー細胞について
生後約10日齢のマウス小腸より筋層を剥離し、細切の上コラーゲネース処理をした。これを48時間培養して平滑筋およびペースメーカー細胞を含む直径約100μmの筋層の組織小塊をえた。これは律動的な自動収縮運動を示した。研究分担者中山はパッチクランプ法により生理学的に周期的な電流を記録した。その周期はvivoでの微小電極法によって計測され、ペースメーカー細胞から発生すると考えられている膜電位変動(緩徐波)の記録とほぼ一致した。組織学的に検索したところこの組織小塊には微細構造上正常な平滑筋、ペースメーカー細胞と考えられているカハールの介在細胞そして少数の壁内神経が認められた。研究代表者鳥橋はこの組織小塊に蛍光カルシウム指示薬を添加して組織小塊のカルシウム変動を記録した。その結果、収縮と同調する組織小塊全体のカルシウム変動が認められた。L-型カルシウムチャンネルの阻害剤1μMのnifedipinは収縮と組織塊全体のカルシウム変動を消失させたがc-Kit免疫活性陽性部位のカルシウム変動は消失せず同じ頻度で継続した。従ってc-Kit陽性細胞のL-型カルシウムチャンネル非依存性カルシウム変動がペースメーカー機能と密接に関わることが示唆された。
2.組織常在型マクロファージ
ラット回腸の筋層をlipopolysaccharaide(LPS)で4-8時間処理すると、マクロファージは誘導型酵素iNOSとCOX-2を発現し、それぞれNOとプロスタグランジンを産生した。その結果筋層の張力は減弱した。これら両酵素の相互作用について解析し、以下の結果を得た。LPSは初めCOX-2を誘導し、産生されたプロスタグランジンが自己分泌適に作用してiNOS誘導を促進した。その結果産生されたNOが平滑筋の張力を減弱させたということがわかった。この結果は投稿され、すでに印刷準備中になっている。

研究成果

• [文献書誌] Sanders KM.,Ordog SD.,Koh D.,Torihashi S.,Ward SM: "Development and plasticity of interstitial cells of Cajal."Neurogastroenterol.Mot.. 11. 311-338 (1999)
• [文献書誌] Torihashi S.,Horisawa M.,Watanabe Y.: "c-Kit immunoreactive interstitial cells in the human gastrointestinal tract."J.Autonomic Nervous System. 75. 38-50 (1999)
• [文献書誌] Torihashi S.,Njshi K.,Tokutomi Y.,Nishi T.,Ward S.,Sanders KM.: "Blockade of Kit signaling induces transdifferentiation of interstitial cells of Cajal to a smooth muscle phenotype."Gastroenterology. 117. 140-148 (1999)
• [文献書誌] Torihashi S.,Ward S.M.,Sanders K.M.: "Transdifferentiation of interstitial cells of Cajal to smooth muscle after blockade of c-KIT signaling "Neurogastroenterol.Motil. 11. 296-296 (1999)
• [文献書誌] Torihashi S.,Ozaki H.,Hori M.,Kita M.,Ohota S.,Karaki H: "Resident macrophages activated by lypopolysaccharide (LPS) suppress muscle tension and initiate inflammatory response in the gastrointestinal muscle layer."Histochem.Cell Biol.. 113. 73-80 (2000)
• [文献書誌] Hori M,Kita M,Torihashi S,Miyamoto S ; Won K-J,Ozaki H,Karaki H: "Jpregulation of inducible nitric oxide synthase by autocrine action of prostaglandins in the LPS-treated resident macrophage in the intestinal muscle layer. "Am.J.Physiol.. (in press).
• [文献書誌] 鳥橋茂子,飯野哲: "新女性医学体系 第27巻 子宮収縮"中山書店. 16 (1999)
• [文献書誌] 鳥橋茂子: "消化管ホルモン XVIII"医学図書出版. 3 (2000)