| 研究概要 |
心筋のエネルギー代謝は細胞内ATPレベルによって調節を受けるが、虚血心筋ではKATPチャネルの活性化からカルシウム代謝の制御を介してATPを温存することで心筋保護が行われていると考えられるようになった。我々は、KATPチャネルの電気生理学的特性をパッチクランプ法により検討し、また遺伝子発現レベルの解析より、KATPチャネルのisoformのdifferential expressionが行われていることを発見した。すなわち、より高いATPレベル、すなわちより軽い虚血で開口するKir6.1サブタイプが虚血誘導後に発現増加することで次の虚血刺激にたいして準備する、という合目的的な機構が存在することが示唆された。またKATPチャネルの細胞内分布に関して共焦点レーザー顕微鏡による観察によって、βサブユニットであるSUR蛋白との共発現により細胞膜へのαサブユニット(Kir6.x)の移動が促進され、それぞれのサブユニットごとの組み合わせによりその効率が変化することが示された。これらは、細胞内ATPレベルによる遺伝子発現のサブユニット特異的な違いが微妙な細胞膜でのイオンチャネルを介した電気的活動の変化を通じて、虚血に対して心筋細胞が細かく対応している機序を示唆している。さらに、これらのチャネルの電気生理学的機能について、薬物負荷、シグナルトランスダクションにおける位置についても研究を行い、KATPチャネルの抗不整脈剤、Na-K ATPase,phospholipase Cなどによる機能的意義を明らかにした。
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