|
平滑筋Ca^<2+>過負荷が生じているような病態時には、筋小胞体(SR)からの自発性局所Ca^<2+>遊離であるCa^<2+>スパークが頻発する。Ca^<2+>スパークによる局所的なCa^<2+>濃度上昇は、近傍の細胞膜に局在する大コンダクタンスCa^<2+>活性化K^+(BK_<Ca>)チャネルを活性化して過分極を誘発し、Ca^<2+>流入を制限した結果、負帰還的に筋緊張度を低下させる。本研究では、Ca^<2+>スパークドメインとそれらの基盤分子であるリアノジン受容体(RyR)やBK_<Ca>チャネル及び細胞膜ラフト構造を形成するカベオリン(Cav1)の空間的位置関係を全反射蛍光(TIRF)顕微鏡を活用して一分子可視化解析した。血管平滑筋の静止膜電位付近で観察されたCa^<2+>スパークは、自発一過性外向き電流(STOCs)や一過性過分極を誘発した。Ca^<2+>スパーク発生部位は、RyRの局在と良く一致した。BK_<Ca>チャネルの分布は、Ca^<2+>スパークドメインの中心とTIRF面において、平均して約500nm離れていたが、広がったCa^<2+>スパーク(半径500nm程度)によって、BK_<Ca>チャネル活性が十分に惹起される位置に局在していた。また、Cav1はBK_<Ca>チャネルと良く共存し、Ca^<2+>スパーク発生部位付近に局在していた。さらに、TIRF顕微鏡下での蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)法により、BK_<Ca>チャネルαサブユニットとCav1が分子間相互作用していることも示唆された。細胞膜直下で起こる局所Ca^<2+>変動は、興奮収縮連関の引き金となることや生体の恒常性維持、病態時における帰還機構としても重要であると認識されている。本研究によって、限局された部位におけるCa^<2+>動態を直接可視化したことは、平滑筋生理機構の解明に重要な知見を与えると考えられる。
|
