イノシトール3リン酸受容体のCa^<2+>によるフィードバック調節の生理的役割の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680652
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 道川 貴章 東京大学, 医科学研究所, 助手 (90282516)
• Keywords: イノシトール3リン酸 / カルシウム / セカンドメッセンジャー / カルモジュリン / DT-40 / B細胞抗原受容体

Research Abstract

イノシトール3リン酸(IP_3)は、細胞外からの刺激により産生されるセカンドメッセンジャーであり、細胞内Ca^<2+>貯蔵器官上に存在するIP_3受容体(IP_3R)/Ca^<2+>放出チャネルに結合し開口させることにより複雑なパターンのCa^<2+>濃度上昇を細胞質に引き起こす。これまでにIP_3R自身が細胞質Ca^<2+>により二相性(活性化および不活性化)の活性制御を受けることが知られていたが、このCa^<2+>による活性調節が実際に細胞内のCa^<2+>動態においてどのように関与しているかは明らかになっていなかった。研究代表者は、最近Ca^<2+>によるIP_3Rの活性化は直接Ca^<2+>がIP_3R分子に作用して起きること、および高濃度Ca^<2+>による不活性化にはカルモジュリン(CaM)が関与していることを明らかにした(Michikawa,T.,et al.,Neuron,23,799-808,1999)。本研究では、これらの活性制御に関与する部位に変異を加えた受容体によって形成されるCa^<2+>動態を観察することで、IP_3RのCa^<2+>によるフィードバック調節の生理的意義を解明することを目的に解析を行い、本年度は以下の成果を得た。
1 内在的に発現する3種類すべてのタイプのIP_3Rについて遺伝子ノックアウトを施したニワトリB細胞由来DT-40細胞に外来性にIP_3R遺伝子を導入し、安定にかつ大量にIP_3Rタンパク質を発現する細胞株を得る方法を確立した。
2 マウスタイプ1IP_3Rを安定に発現する細胞株において、B細胞抗原受容体刺激によって細胞質Ca^<2+>が上昇することを確認し、外来性に発現させたIP_3Rが正常に機能していることを明らかにした。
3 CaM結合部位に変異を加えたIP_3Rを安定に発現する細胞株を樹立した。

Research Products

• [Publications] Michikawa,T: "Feedback regulation of the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor/Ca^<2+> release channel by Ca^<2+>"Control and Diseases of Sodium Dependent Transport Proteins and Ion Channels. 217-220 (2000)