骨吸収・骨形成シグナルに対する破骨細胞Caイオンチャネルの動態解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10671361
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 藤本 吉範 広島大学, 医学部附属病院, 講師 (30199377)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山岡 薫 広島大学, 医学部, 助教授 (10200586)
• Keywords: 破骨細胞 / パッチクランプ / Ca^<2+>チャネル / リアノジン受容体

Research Abstract

破骨細胞は骨吸収において中心的な役割を演ずるが、その活性調節には細胞外Ca^<2+>濃度が関与している。骨吸収期において、破骨細胞は非常に高濃度な細胞外Ca^<2+>に曝露され、細胞内にCa^<2+>が流入することで細胞内のCa^<2+>storeからCa^<2+>が放出される。この結果、細胞内Ca^<2+>濃度は急速に上昇し、骨吸収抑制のシグナルとなる。細胞外からのCa^<2+>の流入経路としては細胞膜に発現したryanodine receptor(RyR)様Ca^<2+>チャネルの存在が細胞内Ca^<2+>濃度を測定する方法や分子生物学的手法での研究で示唆されているが、実際にそのCa^<2+>チャネルを通るイオンチャネル電流は記録されたことがない。我々は初めて破骨細胞の細胞膜に発現したRyRの性質を有したイオンチャネル電流を検出した。
破骨細胞にruthenium red(RR)を投与した場合、高濃度(0.1mM)では細胞内Ca^<2+>濃度が上昇し、低濃度(0.5μM)では細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が抑えられたことにより、破骨細胞の細胞膜にRyR様Ca^<2+>チャネルが存在することが示唆されている(Adebanjo OA et al.Am J Physiol 270:F469-F475,1996)。我々は破骨細胞の細胞膜に発現したRyR様Ca^<2+>チャネルの性質を検討するため,単一チャネル電流記録法のうちinside-out法を用いたが,細胞内液にPR0.1mMを添加することによりRR感受性電流を惹起することができた。またこの電流は低濃度(10μM)のRRによりブロックされた。以上の結果は上記Adebanjoらの報告におけるRyR様Ca^<2+>チャネルの性質を有したチャネルの活動を初めて測定したものと考えられる。本実験で得られた電流は、保持電位-40mVで内向きに長い開口時間を有し、平衡電位は+5〜+10mVであった。イオン伝導度は20pS(電極内CaCl_<2+>:10mM)と27pS(電極内CaCl_<2+>:60mM)でCa^<2+>濃度依存性の性質を示し、この電流がCa^<2+>を運んでいることを示唆した。

Research Products

• [Publications] 藤本吉範: "頚椎椎間板ヘルニアに対する顕微鏡視下経硬膜的髄核摘出術"脊椎・脊髄ジャーナル. 12(8). 47-49 (1999)
• [Publications] K. Yamaoka: "Effect of sulfhydryl reagents on the regulatory system of the L-type Ca channel in frog ventricular myocytes"Pflugers Arch-Eur J Physiol. in press.
• [Publications] T. Yuki: "Regulation of L-and N-types of Ca^<2+> Channels by Intracellular ATP^<4-> in Frog Dorsal Root Ganglion Neurons"Pflugers Arch-Eur J Physiol. 438. 117-124 (1999)
• [Publications] 藤本吉範: "整形外科手術後療法のコツ-私はこうしている-(上)"全日本病院出版会. 237 (1999)