2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K19361
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
三井 烈 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (90434092)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 血管平滑筋 / 平滑筋 / 細動脈 / ギャップ結合 / 塩素イオンチャネル / 電位依存性カルシウムイオンチャネル / Ｔ型カルシウムイオンチャネル / L型カルシウムイオンチャネル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
内容物により伸展される臓器（胃、直腸、膀胱など）では、細動脈のmural cells(血管平滑筋やぺリサイト)間で同期して、自発的かつ周期的な細胞内Ca2+上昇がみられる。このCa2+上昇により微小血管の自発収縮が惹起され、臓器伸展時におこりうる微小血管の虚血を防ぐものと推察される。今年度は、Ca2+活性化Cl-チャネルとT型およびL型電位依存性Ca2+チャネルのはたらきに焦点をあて、直腸細動脈のmural cells間で同期した自発的Ca2+上昇がおこるしくみについて検討した。
【免疫染色】直腸粘膜標本にアルファ平滑筋アクチン免疫染色を施し、微小血管網を共焦点レーザー顕微鏡にて撮影した。曲がりくねった直径15～25 μmの毛細血管前細動脈（precapillary arteriole）が豊富に観察された。細動脈 mural cellsの丸い細胞体は、血管の外側へ飛び出して観察された。
【細胞内Ca2+イメージング】Ca2+蛍光指示薬Cal-520をラット直腸粘膜下層標本内の毛細血管前細動脈 mural cellsに取り込ませた。Cal-520にCa2+が結合すると、蛍光シグナルが強くなる性質を利用し、mural cells内のCa2+変動について検討した。自発的Ca2+上昇の発生・伝播機構について各種阻害剤などを使用して検討した。その結果、小胞体からの自発的Ca2+放出が、Ca2+活性化Cl-チャネルを開口させて脱分極（Cl-流出）をひきおこすことや、この脱分極がギャップ結合を介して伝わることで複数のmural cellsどうしが電気的に同期することが推察された。さらに脱分極により、電位依存性のT型およびL型Ca2+チャネルが開き、それぞれが自発的Ca2+上昇の頻度促進と持続時間延長に寄与すると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」に示した毛細血管前細動脈 mural cells内の自発的Ca2+上昇機構をまとめ、論文として発表したことから、おおむね研究は順調にすすんでいると自己評価した。これまでに我々は、伸展性臓器（膀胱、胃、遠位結腸）において細静脈 mural cells内の自発的Ca2+上昇機構およびそれにともなう細静脈自発収縮について報告してきた。本研究で用いた直腸粘膜下層標本においても同様の細静脈自発活動が認められた。そのため、今回の主な研究対象である細動脈 mural cells内の自発的Ca2+上昇機構と細静脈のそれとを比較することができ、以下の相違点が認められた。
1) 細静脈 mural cells間における自発的Ca2+上昇の同期性は、L型電位依存性Ca2+チャネルブロッカー（nifedipine）により失われたのに対し、細動脈ではnifedipine存在下でも同期性は保たれていた。つまり、細静脈 mural cellsでは、Ca2+活性化Cl-チャネルの開口による脱分極に引き続いておこるL型電位依存性Ca2+チャネルからのCa2+流入による脱分極増強作用が細胞間同期性の維持に必須であった。これに対して、細動脈 mural cellsでは、Ca2+活性化Cl-チャネルの開口による脱分極のみで細胞間の電気的カップリングがおこると考えられた。
2) 細静脈 mural cellsでは、T型電位依存性Ca2+チャネルの関与がみられなかったが、細動脈 mural cellsではT型とL型Ca2+チャネルがそれぞれ自発的Ca2+上昇の頻度促進と持続時間延長とにかかわっていることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
微小血管の自発活動について組織標本を用いた生体外（in vitro）の研究を行い、その機構を明らかにしてきた。一方、血管の自発活動は、麻酔により抑制されるとされており、麻酔下の動物を用いた生体内（in vivo）における微小血管自発収縮の観察を行うためには、様々な実験条件の検討・工夫が必要と考えられる。現在、麻酔下のラットを用いて結腸粘膜下層細静脈の周期的収縮測定を試みている。
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| Causes of Carryover |
ラット直腸粘膜下層標本を用いたin vitro実験において、血管を支配する神経を刺激するために用いる神経刺激装置一式を購入する予定であった。しかしながら、実験を進める過程で毛細血管前細動脈は神経性の制御よりも自発性の活動の方が主であることが判明した。そのため本年度は刺激装置一式の購入は行わず、細動脈平滑筋の自発的細胞内Ca2+上昇機構の解明に焦点をしぼって研究を進めた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
毛細血管前後の微小血管における自発活動機構およびその形態を詳細に検討するため、様々な試薬および抗体を購入する予定である。
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