変異P型カルシウムチャネル由来のチャネル病の電気生理学的解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11670055
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 若森 実 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (50222401)
• キーワード: カルシウム / チャネル / プルキンエ細胞 / パッチクランプ法 / マウス / 運動失調症 / baby hamster kidney細胞

研究概要

P型Ca^<2+>チャネルをコードするα_<1A>サブユニットに変異が入り、ヒトでEpisodic Ataxia-2,家族性偏頭痛,SCA6等の中枢神経疾患が引き起こされる。また、テンカン及び小脳変性症のモデル動物であるtottering(tg)及びleaner(tg^<la>)マウスもP型Ca^<2+>チャネルをコードするα_<1A>サブユニットに変異があり運動失調症と痙攣発作/欠伸発作・脳波異常を示す。平成11年度の本申請研究でtg及びtg^<la>マウスのP型Ca^<2+>チャネルの機能が損なわれ、ヒトのSCA6でもP型Ca^<2+>チャネルが活性化されにくい事を明らかにした。本年度はtgとtg^<la>マウスの中間的な症状を示すrolling mouse Nagoya(tg^<rol>)の病因を解明する目的でα_<1A>サブユニット上の変異を見つけチャネル活性の変化を詳細に比較検討した。リピートIIIのセグメント4(S4)の3784番目のCがGに置換した結果、陽電荷を持つarginin(R)がglycine(G)に置換し電荷は中性化されていた。このS4はチャネルの電位センサーとして知られ、tg^<rol>はP型Ca^<2+>チャネルの電位依存性が変化していると予想された。急性単離プルキンエ細胞体のP型Ca^<2+>チャネル活性をパッチクランプ法で検討したところ、正常マウスの活性化曲線に比べtg^<rol>マウスの活性化曲線は傾きが緩やかで50%のチャネルが活性化される膜電位(V_<0.5>)は脱分極側に約10mV移動していた。更に、上記のR->Gの変異をα_<1A>サブユニットに導入し、BHK細胞にCa^<2+>チャネルのα_2とβサブユニットと共発現させ検討したところ、急性単離プルキンエ細胞体からのデータ同様に活性化曲線の傾きが緩やかになり、V_<0.5>は脱分極側に移動した。以上の結果より、P型Ca^<2+>チャネル活性の低下が小脳変性症の原因である可能性が強く示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Yamada,H.,Wakamori,M.他5名: "Spontaneous single-channel activity of neuronal TRP5 channel recombinantly expressed in HEK293 cells."Neuroscience Letters. 285・2. 111-114 (2000)
• [文献書誌] Mori,Y.,Wakamori,M.他9名: "Reduced voltage sensitivity of activation of P/Q-type Ca^<2+> channels is associated with the ataxic mouse mutation rolling Nagoya (tg^<rol>)."Journal of Neuroscience. 20・15. 5654-5662 (2000)
• [文献書誌] Nishimura,S.,Iizuka,M.,Wakamori,M.他3名: "Stable expression of human homomeric and heteromeric AMPA receptor subunits in HEK293 cells."Receptors and Channels. 7・2. 139-150 (2000)
• [文献書誌] Iizuka,M.,Nishimura,S.,Wakamori,M.他3名: "The lethal expression of the GluR2flip/GluR4flip AMPA receptor in HEK293 cells."European Journal of Neuroscience. 12・11. 3900-3908 (2000)