マウス卵を用いたCa^<2+>流入機構の細胞生物学的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680706
• Research Institution: Natiomal Institute for Physiological Scienes
• Principal Investigator: 毛利 達磨 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (60290912)
• Keywords: Ca^<2+>オシレーション / Ca^<2+>流入機構 / 細胞内Ca^<2+>蛍光測定 / Mn^<2+>蛍光消退法 / ハムスター精子抽出物(SE) / イノシトール三リン酸受容体(InsP_3R) / イノシトール三リン酸(InsP_3) / 容量性Ca^<2+>流入

Research Abstract

本研究では哺乳類受精時のCa^<2+>オシレーション機構を解明するために、マウス成熟卵を使用した。特に、受精時のCa^<2+>オシレーション機構の一端を担っているCa^<2+>流入機構について細胞生物学的手法を用いて、細胞内外のCa^<2+>イオン動態について明らかにした。細胞内Ca^<2+>蛍光測定法、Mn^<2+>蛍光消退法(Mn^<2+>によるCa^<2+>感受性色素Fura-2の蛍光消退)、顕微注入などの方法を用いて、以下の4つの点を明らかにした。
1.ハムスター精子抽出物(SE ; sperm extract)の顕微注入によりCa^<2+>オシレーションを引き起こさせた。この時の細胞内Ca^<2+>変化の測定と同時に、Mn^<2+>蛍光消退法により、Ca^<2+>流入を測定した。この結果を解析したところ、先ず、静止時にも、定常的なCa^<2+>流入が存上するということ。このCa^<2+>流入はCa^<2+>オシレーションが起こると最初の大きなCa^<2+>増加に伴ってさらに促進される。測定したCa^<2+>オシレーションを数値的シュミレーションによる細胞内のCa^<2+>とMn^<2+>の変化と比較したところ、細胞内に流入したMn^<2+>もCa^<2+>同様にCa^<2+>ストアーに取り込まれ、Ca^<2+>遊離と同時に、遊離されることがわかった。したがって、この持続的なCa^<2+>流入がCa^<2+>オシレーションを継続させていくことを強く示唆した。
2.SEによるCa^<2+>流入機構の存在を確かめるために、イノシトール三リン酸受容体(InsP_3R)に対するモノクローナル抗体18A10を前注入し、Ca^<2+>遊離機構を抑制した状態で、SEを注入したところ、SEそのもにによるCa^<2+>流入を示す変化は認められなかった。
3.ERポンプ阻害剤タプシガージンを添加後、イノシトール三リン酸(InsP_3)を繰り返し電流注入してCa^<2+>ストアーを枯渇させたところ、Mn^<2+>添加後に著しい蛍光消退を示したことから、マウス卵にも、明確な容量性Ca^<2+>流入が存上することがわかった。
4.SEやInsP_3の顕微注入時には、顕著なCa^<2+>流入が認められた。このことは最初の大きなCa^<2+>増加時に、容量性Ca^<2+>流入が誘起されると考えられる。

Research Products

• [Publications] Tatusma Mohri: "Ca^<2+>/Mn^<2+> dynamics during Ca^<2+> oscillations induced by microinjection of sperm extract in mouse eggs"Cell Struct Funct. 125(6). 568 (2000)
• [Publications] Tatusma Mohri: "Ca^<2+>/Mn^<2+> dynamics during Ca^<2+> oscillations in mouse eggs injected with sperm extract"Mol Biol Cell. Suppl 11. 407a (2000)
• [Publications] Tatusma Mohri: "Ca^<2+>/Mn^<2+> dynamics during Ca^<2+> oscillations in mouse eggs"Japn J Physiol. 51 Suppl. S122 (2001)
• [Publications] Tatusma Mohri: "Analysis of Mn^<2+>/Ca^<2+>influx and release during Ca^<2+> oscillations in mouse eggs injected with sperm extract"Cell Calcium. 29(5). 311-325 (2001)