細胞内カルシウムによるイオンチャネル活性制御機構と関連疾患の治療薬探索

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14370786
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 今泉 祐治 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (60117794)
• 研究分担者: 大和田 智彦 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (20177025) ; 大矢 進 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (70275147) ; 村木 克彦 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (20254310)
• キーワード: カリウムチャネル / 蛋白発現 / イオンチャネル開口薬

研究概要

脳神経等の興奮性細胞には、強い刺激と興奮により細胞にCa^<2+>負荷が生じた場合、自己防衛的にスパイク発生頻度を減じてCa^<2+>過負荷による細胞障害を回避するシステムが幾種か存在する。Ca^<2+>負荷細胞自体に存在するCa^<2+>依存性K^+チャネル活性化機構はその中でも、最も基本的な役割を担っているものの一つである。以下の事柄に焦点を絞りその機構を解明し、関連薬物の創薬シードを探索することが本研究の目的である。脳卒中高発ラット・急性脳虚血ラットなどの脳の各部位及び病巣近傍での各種K^+チャネルの発現変化を解明する。またCa^<2+>依存性K^+チャネル開口・遮断作用を持つ物質の急性脳虚血障害に対する有効性(脳機能保護)と作用機序を明らかにする。細胞内局所Ca^<2+>上昇によるCa^<2+>依存性K^+チャネル制御システムがCa^<2+>負荷病態でどのように変化するかを、培養神経細胞で画像解析により明らかにする。大コンダクタンスCa^<2+>依存性K^+チャネル開口作用を持つピマル酸系新規化合物の効果を分子レベルで明らかにし、創薬シードの探索基本情報を得る。これらのうち14年度は樹脂由来のピマル酸及び関連化合物の強力なBKチャネル開口作用の機序について検討し、BKチャネル開口作用に必要な基本化学構造を一部決定した。さらに広範な関連化合物を合成し構造活性相関を試みて、現在、ほぼ最強のBKチャネル開口作用を持つ化合物を見出した。また脳神経でのスパイク頻度調節に特に重要な役割を担う2種類のK^+チャネルとしてCa^<2+>依存性K^+チャネル(BK・IK・SKチャネル)と早期不活性化電位依存性K^+チャネル(Kv1.4; Kv4.2; Kv4.3)に注目し、脳内各部位でのその発現量の変化をRT-PCR法により以下の条件下で解析する。主なK^+チャネルαおよびβサブユニットのラット脳内分布を統一的にRT-PCR法により検討した。

研究成果

• [文献書誌] Hinata M, Yamamura H, Li L, Watano T, Imaizumi Y, Kimura J: "Stoichiometry of Na^+-Ca^<2+> exchange is 3 : 1 in guinea-pig ventricular myocytes"Journal of Physiology. 545・2. 453-461 (2002)
• [文献書誌] Imaizumi Y, Sakamoto K, Yamada A, et al.: "Molecular basis of pimarane compounds as novel activation of large-couductance Ca^<2+>-activated K^+ channel α-sabunit"Molecular Pharmacology. 62,4. 836-846 (2002)
• [文献書誌] Yamamura H, Sakamoto K, Ohya S, Muraki K, Imaizumi Y: "Mechanisms underlying the activation of large-conductance Ca^<2+>-activated K^+ channels by nordihydroguaiaretic acid"Japanese Journal of Pharmacology. 89・1. 53-63 (2002)
• [文献書誌] Hatano N, Ohya S, Imaizumi Y: "Functional interaction between KChIPI and GFP-fused KV 4,3L co-expressed HEK 293 cells"Pflugers Archiv. 444・1-2. 80-88 (2002)
• [文献書誌] Morohashi Y, Hatano N, Ohya S, et al.: "Molecularcloning and characterizatien of CALP/KChIP4, a novel EF-hand protein interacting ----"Journal of Biological Chemistry. 277・17. 14965-14975 (2002)
• [文献書誌] Ohya S, Asakura K, Muraki K, Watanabe M, Imaizumi Y: "Molecular and functional characterization of ERG, KCNQ and KCIVE subtypes in rat stomach smooth muscle"American Journal of Physiology, Gastrointest. liver physid.. 282・2. G277-G287 (2002)