神経細胞におけるイノシトール五リン酸・六リン酸の生理的役割:単一細胞での解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11670101
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 笹川 展幸 上智大学, 理工学部, 助教授 (20187107)
• 研究分担者: 今泉 美佳 杏林大学, 医学部・生化学, 助手 (40201941) ; 熊倉 鴻之助 上智大学, 理工学部, 教授 (70129790)
• キーワード: イノシトール多リン酸 / エクソサイトシス / 副腎髄質クロマフィン細胞 / カテコラミン分泌

研究概要

申請者は無傷培養牛副腎髄質クロマフィン細胞において、従来、受容体刺激等で生成が変動しないと考えられていたイノシトール五リン酸(InsP_5)、イノシトール六リン酸(InsP_6)が、各種刺激に伴い急速に生成される事を発見したが、それらの生成経路や生理的意義は不明であった。最近、申請者らは、ジギトニン透過培養クロマフィン細胞において、InsP_5・InsP_6などのイノシトール多リン酸がシナプトタグミンのC2-Bドメインに結合することにより分泌顆粒とシナプス前膜の結合を抑制し、神経伝達物質の分泌を抑制的に制御している可能性を示唆した。本研究課題では、無傷の単一細胞においてInsP_5・InsP_6の開口分泌における役割を明らかにするため、InsP_5・InsP_6等を細胞内にマイクロインジェクションし、単一細胞からのカテコラミン分泌を微小炭素繊維電極を用い電気化学的に測定測定する実験系をセットアップした。本実験系では一つの分泌顆粒の開口放出過程が一つのスパイクとして検知される。細胞内にInsP_6をマイクロインジェクションするとニコチンによるスパイク出現が著明に抑制されたが、InsP_6と同様のイオン極性とホスファターゼ抑制作用をもつイノシトール六硫酸には有意な作用はなかった。
この結果は、無傷の細胞においてInsP_5・InsP_6がカテコラミン分泌を上記の様な機構で抑制的に制御していることを示唆している(論文投稿中)。更に、スパイク形状の分類およびスパイクの立ち上がりの速度や高さ等を解析し、開口放出の様式やカイネチクスに及ぼす各種イノシトールリン酸の作用についても検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Sasakawa, et al.: "Regulated expression of dominant nesative protein kinase Cε-"International.J.Molecular Medicine. 7(in press). (2001)
• [文献書誌] Sasakawa, et al.: "Amperometric detection of catecholamine release from single-"Japanese J.Pharmacol.. 82.suppl.. 223P (2000)
• [文献書誌] Sasakawa, et al.: "Regulation of exocytosis by inositol polyphosphates via-"Japanese J.Pharmacol.. 76.suppl.. 136P (1998)
• [文献書誌] Ohara-Imaizumi,M. et al.: "Distinct roles of C2A and C2B domains of synaptotagmin in the-"Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 94. 287-291 (1997)
• [文献書誌] Misonou,H. et al.: "Protein kinase C controls the priming step of regulatory exocytosis-"Cell.Mol.Neurobiol.. 18. 379-390 (1998)
• [文献書誌] 今泉美佳 他(1998): "イノシトールポリリン酸の役割:開口分泌における調節作用"蛋白質核酸酵素. 43. 1789-1793 (1998)
• [文献書誌] Kumakura,K. et al.: "The Adrenal Chromaffin Cell"Hokkaido Univ.Press ; Kanno, T., Nakazato, Y., and Kumakura, K.(eds). 394 (1998)
• [文献書誌] Kumakura,K., et al.: "Keio Univ.Symp.Life Sci.and Med., 2, Neural Development,"Springer Uemura, K., Kawamura, K., and Yazaki, T.(eds). 544 (1999)