心筋における非電位依存性のCa^<2+>流入経路の同定とその制御

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13670096
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 呉林 なごみ 順天堂大学, 医学部, 助教授 (50133335)
• キーワード: 心筋 / 骨格筋 / ストア依存性Ca^<2+>流入 / 共焦点顕微鏡 / ジヒドロピリジン受容体 / TRPV6 / Na^+ / Ca^<2+>交換体 / エコナゾール

研究概要

近年、多くの種類の細胞において、ストア依存性Ca^<2+>流入(SOC)経路やリガンド活性化型のCa^<2+>流入経路が見いだされ、それが細胞内Ca^<2+>調節に重要な働きをしていることがわかってきた。一方、横紋筋では、膜電位依存性Ca^<2+>チャネル(VDCC)が大量に存在する為、VDCCがCa^<2+>流入の主体であろうと考えられてきたが、我々は骨格筋にもSOCが存在し、その寄与はVDCCに比べてずっと大きいことを見いだした。また心筋細胞にも膜電位依存性Ca^<2+>チャネル以外に流入経路があり、低温保存時などのCa^<2+>オーバーロードにも関与する可能性が示された。そこで我々は心筋におけるVDCC以外のCa^<2+>流入経路について、共焦点顕微鏡やエバネッセント顕微鏡を用いた光学的測定と、Rapid Cooling Contracture(RCC)法による筋小胞体Ca^<2+>含量測定から検討した。ラットおよびモルモット心筋を材料として調べたところ、この流入には強い温度依存性が見られた。次に種々のCa^<2+>流入経路の阻害剤の効果を調べた。
nifedipineやKB-R7943ではこの流入は抑制されなかったので、L型Ca^<2+>チャネルやNa^+/Ca^<2+>交換反応の逆回転によるものではないと考えられた。またSOC阻害剤することが知られている2-aminoethoxy-diphenyl borate(2-APB)はあまり効果がなかったが、TRPV5を阻害すると報告されているeconazoleで部分的に抑制された。RT-PCRを用いた検討より一部はTRPV6である可能性が考えられた。一方骨格筋では、2-APBが強力な抑制を示したのに対し、econazoleは効果が弱かったので、骨格筋と心筋の非電位依存性のCa^<2+>流入経路の実体は異なっていると考えられた。今後はさらに流入部位と経路の特定を進めていきたいと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Kurebayashi, N et al.: "Changes in Ca^<2+> handling in adult MG29-deficient skeletal muscle."Biochem Biophys Res Commun. 310. 1266-1272 (2003)
• [文献書誌] Ogawa Y., Murayama, T., Kurebayashi, N.: "Ryanodine receptor isoforms of non-Mammalian skeletal muscle"Front.Biosci.. 7. d1184-d1194 (2002)
• [文献書誌] Kurebayashi N, Ogawa Y: "Depletion of Ca^<2+> in the Sarcoplasmic Reticulum Stimulates Ca^<2+> Entry into Mouse Skeletal Muscle Fibres"J.Physiol.. 533. 185-199 (2001)
• [文献書誌] 呉林なごみ, 小川靖男: "骨格筋のカルシウム動態"Clinical Calcium. 11. 1417-1423 (2001)
• [文献書誌] 村山尚, 呉林なごみ, 小川靖男: "骨格筋筋小胞体のリアノジン受容体とカルシウム動態"生体の科学. 52. 294-300 (2001)
• [文献書誌] Kurebayashi N. et al.: "Ca^<2+> influx pathways other than dihydropyridine receptors (DHPR) in skeletal and cardiac muscles."Jpn.J.Physiol.. (Abstract in press). (2004)
• [文献書誌] 呉林なごみ, 山下晴世, 他: "心筋Ca^<2+>オーバーロードとCa^<2+>動態."日本病態生理学会雑誌. 12. 41 (2004)
• [文献書誌] Kurebayashi, N et al.: "Ca^<2+> waves at various temperatures and rapid cooling contracture (RCC) in guinea pig ventricular muscle"Biophys.J.. 86. 110a (2004)
• [文献書誌] Kurebayashi N et al.: "Pharamacological properties of the Ca^<2+> influx pathway other than voltage-dependent Ca^<2+> channels (VDCC) in rat and guinea pig ventricular muscle"Jpn.Pharmacol.Sci.. 94. 213 (2004)
• [文献書誌] Kurebayashi N. et al.: "Effect of temperature on Ca^<2+> waves in guinea pig ventricular muscle."Jpn.Pharmacol.Sci.. 91. 96 (2003)
• [文献書誌] Kurebayashi N. et al.: "Evidence for a new Ca^<2+> influx pathway with marked temperature dependence in guinea pig ventricular muscle."Biophysical.Journal.. 84. 202a (2003)
• [文献書誌] Kurebayashi N. et al.: "Properties of non-voltage-dependent Ca^<2+> influx pathway in rat and guinea pig ventriclular muscle"J.Mol.Cell.Cardiol.. 35. A18 (2003)
• [文献書誌] Kurebayashi N. et al.: "Real-time imaging of Ca^<2+> waves in multicellular cardiac muscle preparation"Jpn.J.Pharmacol.. 85. 258 (2002)
• [文献書誌] Kurebayashi N. et al.: "Calcium waves in multicellular cardiac tissues"J.Mol.Cell.Cardiol.. 34. A21 (2002)