心筋細胞膜の電気穿孔に関する膜電流および蛍光の同時測定による研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12670046
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 大地 陸男 順天堂大学, 医学部, 教授 (10049025)
• キーワード: エレクトロポレーション / エチジウムブロシド / リゾホスファチジルコリン / 過分極 / 内向き電流 / 心筋細胞

研究概要

我々は心室筋における膜穿孔の電位依存性と化学的修飾をパッチクランプ法と蛍光顕微鏡を併用して研究した。従来、穿孔は電流の発生から推定していたが、本研究によってマーカーの透過によって裏付けることが主な目的であった。膜不透過性でDNAと結合して蛍光を増大するシアニン系色素、エチジウムブロミド(EB)を蛍光プローブとして用いた。単離ウサギ心室筋をEB存在下に-20mVの保持電位から-80〜-180mVに40s過分極し、不規則内向き電流(I_<hi>)と過分極中のEB蛍光の変化の関係を検討した。過分極とともにI_<hi>とEB蛍光が共に増大し、蛍光の増大は電流の時間的積分値の増大と平行した。すなわちI_<hi>のコンダクタンスは-80mVにおける9.0±1.8(n=14)から-160mVでは66.2±25.4pS/pF(n=7)に達し、このとき核EB蛍光は0.062から0.32に増大した。この結果ははI_<hi>が膜穿孔により発生することを証明する。またリゾホスファチジルコリン(10μM)の適用5分で、-80mVにおけるI_<hi>のコンダクタンスは103.0±21.8pS/pF(n=5)に達し、核蛍光は0.34±0.12pS/pFに増大した。我々の成果は電位や化学物質による膜穿孔を電流の変化から検出する正当性を確立した。不整脈治療における電気的除細動の役割が増大した現在、その除細動の機序とされる膜穿孔に関する研究は今後細部にわたり広く行われると予想されるが、我々の研究は細胞レベルでの基本的事象を明らかにしたので、これらの研究の進展に資することができるであろう。

研究成果

• [文献書誌] 大地陸男: "心血管系における細胞膜傷害"脈管学. 41. 13-21 (2001)
• [文献書誌] Tateyama M, Zong S, Tanabe T, Ochi R:: "Functional properties of voltage-gated Ca^<2+> channels in cultured adult rabbit ventricular myocytes expressing α_<1E>Ca^<2+> channel genes"Am J Physiol(Cell Physiol). 280. C175-C182 (2001)
• [文献書誌] Sonoda S, Ochi R: "Independent modulation of L-type Ca^<2+> channel in guinea pig ventricular cells by nitrendipine and isoproterenol"Jpn Heart J. 42. 77-86 (2002)
• [文献書誌] Song YM, Ochi R:: "Electroporation-related currents activated by lysophosphatidylcholine and their depression by polyethylene glydol in cardiac muscle membrane"Biophy, J.. 80. 80a (2001)
• [文献書誌] Song YM, Ochi R:: "Voltage-dependent increase of nuclear ethidium fluorescence in rabbit ventricular myocytes"Biophys, J.. 82. 96a-97a (2002)