血管内皮及び平滑筋細胞におけるミオシン脱リン酸化酵素の生理機能解明

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11670687
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 周 応畢 九州大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (80294916)
• 研究分担者: 平野 勝也 九州大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (80291516) ; 西村 淳二 九州大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (90237727)
• キーワード: 血管平滑筋 / 血管内皮細胞 / 血管緊張 / 血管構築 / 脱リン酸化酵素 / ミオシン

研究概要

本研究では、血管の緊張及び構築制御におけるミオシン脱リン酸化酵素の生理的役割、及び病的状態における機能異常を明らかにするために、血管の主な構成細胞(内皮細胞と平滑筋細胞)におけるミオシン脱リン酸化酵素の生理機能と構造-機能速関の解明を目的として、次の研究を行った。
(1)平滑筋収縮調節におけるミオシン脱リン酸化酵素の役割解明
1.平滑筋ミオシン脱リン酸化酵素の130kD及び20kD調節サブユニット(MYPT1、M20)を及び種々の変異体を細菌に発現させ、精製した。
2.MYPT1は、脱膜化平滑筋標本において、Ca濃度が一定にも関わらず収縮を引き起こすことを明らかにした。MYPT1の酸性アミノ酸集積領域が、この収縮作用に必要かつ十分な機能ドメインであることを決定した。ミオシン脱リン酸化酵素の活性調節が、平滑筋収縮装置のCa感受性の調節に重要な生理的役割を果たすことを明らかにした。
2.逆転写PCR法を用いてニワトリ砂嚢平滑筋よりM20の新しい分子種を見出した。脱膜化平滑筋標本を用いて血管緊張調節機構におけるその生理的役割を明らかにした。M20は、MYPT1と同様に、平滑筋収縮装置のCa感受性の調節に重要な役割を果たすことを明らかにした。
(2)内皮細胞におけるミオシン脱リン酸化酵素の役割解明
1.内皮細胞cDNAライブラリーからミオシン脱リン酸化酵素調節サブユニット(MYPT1)をクローニングした(Hirano et al.,1999)。初めに平滑筋で同定されたMYPT1と相同性が高く、内皮細胞ミオシンの制御に関わる脱リン酸化酵素の構成は、平滑筋と同様であることを明らかにした。
2.内皮細胞増殖性の変化に伴いMYPT1の細胞内局在が変化することを明らかにした。増殖が盛んな時期の内皮細胞では、MYPT1はストレスファイバーと同様の分布を示したが、コンフルエントの時期では、細胞膜直下に局在した(Hirano et al.,1999)。

研究成果

• [文献書誌] Zhou YB. Hirano K. Sakihara C, Nishimura J. et al.: "NH_2-terminal fragments of 130 kDa subunit of myosin phosphatase increases Ca^<2+> sensitivity of the porcine renal artery"Journal of Physiology. 516. 55-65 (1999)
• [文献書誌] Zhou YB. Nishimura J. Hirano K, et al.: "The exogenously added small subunit of smooth muscle myosin phosphatase the Ca^<2+> sensitivity of the contractile apparatus in the permeabilized porcine renal artery"Biochemical and Biophysical Research Communications. 254. 158-163 (1999)
• [文献書誌] Hirano M, Niiro N, Hirano K et al.: "Expression, subcellular localization, and cloning of the 130-kDa regulatory subunit of myosin phosphatase in porcine aortic endothelial cells"Biochemical and Biophysical Research Communications. 254. 490-496 (1999)
• [文献書誌] Ihara E, Hirano K, Nishimura J, et al.: "Thapsigargin-induced endothelium-dependent triphasic regulation vascular tone in the porcine renal artery"British Journal of Pharmacology. 128. 689-699 (1999)
• [文献書誌] Kawasaki J, Hirano K, Nishimura J, et al.: "Troglitazone inhibits the capacitative Ca^<2+> entry in endothelial cells"European Journal of Pharmacology. 373. 111-120 (1999)
• [文献書誌] Yasutsune T, Kawakami N,Hirano K, Nishimura J, et al.: "Vasorelaxation and inhibition of the voltage-operated Ca^<2+> channels by FK506 in porcine coronary artery"British Journal of Pharmacology. 126. 717-729 (1999)