ジーンターゲティングマウスを用いた心筋ATP感受性K^+チャネルの個体機能解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11670081
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 中谷 晴昭 千葉大学, 医学部, 教授 (60113594)
• 研究分担者: 三木 隆司 千葉大学, 大学院・医学研究科, 助手 (50302568) ; 清野 進 千葉大学, 大学院・医学研究科, 教授 (80236067)
• キーワード: ATP感受性K^+チャネル / Kir6.2 / K_<ATP>チャネル欠損マウス / K^+チャネル開口薬 / 代謝阻害 / 虚血再灌流 / ischemic preconditioning

研究概要

心筋細胞膜に存在するATP感受性K^+チャネルは、Kir6.2という膜二回貫通型のポア成分とABC蛋白の一種であるsulfonylurea受容体(SUR2A)が合わさり機能することが明らかとなっている。ジーンターゲティング法によって作成したKir6.2ノックアウトマウス(Kir6.2^<-/->)を用いその病態生理学的役割を検討した。麻酔下の野生型(Kir6.2^<+/+>)マウスで、長時間(45分)の冠動脈閉塞に先立ち短時間の虚血負荷を与えると心筋梗塞巣が減少するischemic preconditioningという現象が観察されたが、Kir6.2^<-/->マウスでは認められなかった。Kir6.2^<+/+>およびKir6.2^<-/->マウスの摘出灌流心において左室内圧を持続的に測定しながら灌流の短時間停止後再灌流を行い、心収縮能の回復度を検討した。Kir6.2^<-/->心ではKir6.2^<+/+>心に比べて虚血時の拡張期圧の上昇がより早期にまた高度に認められ、再灌流後の収縮機能の回復も悪かった。Kir6.2^<+/+>心で細胞膜ATP感受性K^+チャネルの特異的遮断薬であるHMR1098存在下に虚血・再灌流を行うとその収縮機能の回復は悪かったが、ミトコンドリアATP感受性K^+チャネルの特異的遮断薬とされる5-hydroxydecanoate存在下ではその悪化は軽微であった。Kir6.2^<+/+>心ではdiazoxideで収縮機能の回復が促進したが、その作用はHMR1098で消失し、5-hydroxydecanoateでは拮抗されなかった。このことは、diazoxideはミトコンドリアATP感受性K^+チャネルよりも細胞膜ATP感受性K^+チャネルを活性化して心収縮能改善作用を示したと考えられる。これらの実験結果より細胞膜ATP感受性K^+チャネルはischemic preconditioningの成立および虚血・再灌流の収縮機能の回復に重要な働きを果たすことが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki M: "Functional roles of cardiac and vascular ATP-sensitive potassium channels clarified by Kir6.2-knockout mice"Circ Res. (in press). (2001)
• [文献書誌] Tanito Y: "Interaction of edrophonium with muscarinic acetylcholine M_2 and M_3 receptors"Anesthesiology. (in press). (2001)
• [文献書誌] Suzuki T: "Beneficial effects of nitric oxide synthase inhibition on the recovery of neurological function after spinal cord injury in rats"Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol. 363. 94-100 (2001)
• [文献書誌] Nakaya H: "Inhibitory effects of JTV-519, a novel cardioprotective drug, on potassium currents and experimental atrial fibrillation in guinea-pig hearts"Br J Pharmacol. 131. 1363-1372 (2000)
• [文献書誌] Sakurada K: "cis-9,10-Metylenehexadecanoic acid inhibits contractility and actomyosin ATPase activity of guinea pig myocardium"Biochem Biophys Res Communications. 274. 533-536 (2000)
• [文献書誌] Nakaya H: "Sarcolemmal ATP-sensitive K^+ channels and cardiovascular function"Jpn J Electrocardiology. 20Suppl3. S3113-S3116 (2000)
• [文献書誌] Hirota M: "Influence of extracellular K^+ concentrations on quinidine-induced K^+ current inhibition in rat ventricular myocytes"J Pharm Pharmacol. 52. 99-105 (2000)
• [文献書誌] 中谷晴昭: "抗不整脈薬のK^+チャネル遮断作用とその電気生理学的意義"心電図. 20. 195-201 (2000)
• [文献書誌] Nakaya H: "Current aspects of cellular and subcellular mechanism of drug actions"Hokkaido University School of Medicine, Sapporo. (2000)