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本年度は、昨年度の研究に引き続き、plasma membrane Ca2+-ATPase (PMCA)によるNa/Ca exchanger (NCX)の調節が心筋リバースECカップリングに及ぼす影響について詳細に検討した。1) PMCA阻害が、活動電位波形および細胞内Caトランジェントに伴う内向きNCX電流におよぼす影響を検討した。選択的阻害薬carboxyeosinによるPMCAの抑制は、マウス心筋細胞からパッチクランプ法で記録した活動電位持続時間(APD)と、Caトランジェント誘発性内向きNCX電流振幅の両方を増強した。しかし、カルシウムイメージングの実験からは、同時に筋小胞体のカルシウム負荷量が変化している可能性が考えられ、その影響の詳細な検討が必要になった。2) PMCAとNCXの共役様式について詳しく調べた。パッチクランプ実験からは、この共役が局所カルシウム濃度を介し、細胞内カルシウム緩衝能に依存し、細胞内ATPに依存することが確認された。コンピュータによる細胞内カルシウム濃度の数値シミュレーションからは、PMCAの周囲に直径50-100 nmのカルシウム濃度が局所的に低下した領域が生じ、それがNCXとの共役メカニズムを構成することが示された。3) 心筋細胞におけるPMCAとNCXの共存についてRT-PCRによる検討を行った。心筋細胞ではPMCA1とPMCA4が、NCX1に近い高いレベルで発現していること確認された。しかし、タンパクレベルでの発現の定量と局在については、さらに詳細な検討を要した。4) 以上の結果は、PMCAを介して心筋細胞の代謝状態を活動電位波形に反映する新しい細胞内カルシウムシグナリング系の存在を強く示唆するものである。この成果は、今年度の4回の学会で発表し、論文の投稿を進めている。
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