神経活動とATP感受性K^+チャネルの機能連関:ノックアウトマウスを用いた解析

神经活动与 ATP 敏感 K^+ 通道之间的功能关系：使用基因敲除小鼠进行分析

基本信息

批准号：
10156204
负责人：
稲垣暢也
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ATP感受性K^+チャネル(K_<ATP>チャネル)は、細胞内のATPによって開閉が調節されるK^+チャネルである。このチャネルは膵β細胞ではグルコース刺激によるインスリン分泌の鍵となる分子であると同時に、グリベンクラミドなど現在世界で最も広く用いられている経口糖尿病治療薬であるスルホニル尿素剤の作用部位である。一方、心筋や神経細胞では、特に虚血時における細胞保護作用や虚血耐性に関与することが示唆されているが、今なおその役割は不明である。申請者らは膵β細胞のK_<ATP>チャネルがABC蛋白であるスルホニル尿素受容体SUR1と内向き整流性K^+チャネルKir6.2の複合体であること、心筋・骨格筋のK_<ATP>チャネルが新たなスルホニル尿素受容体SUR2AとKir6.2の複合体であることを明らかにした。従来より、K_<ATP>チャネルは脳に広く分布し、特に黒質において多量に発現することが、放射線標識グリベンクラミドの結合実験や電気生理学的研究から明らかにされていた。最近では、in situ hybridizationにより神経細胞にSUR1とKir6.2が共在するという報告もあり、神経細胞においては膵β細胞型のK_<ATP>チャネルが発現することが示唆されているが詳細は不明である。本研究の目的は、膵β細胞型と心筋・骨格筋型の両者のK_<ATP>チャネルに共通のKir6.2のノックアウト(KO)マウスを用いて特に神経細胞におけるK_<ATP>チャネルの役割を明らかにすることである。Kir6.2のKOマウスは千葉大学の清野教授との共同研究により使用可能となった。Kir6.2のKOマウスでは特に明らかな神経学的異常所見は認めない。次に、KOマウスならびに対照マウスの黒質の神経細胞を単離し、パッチクランプ法を用いて電気生理学的記録を行った。その結果、対照マウスの黒質神経細胞には膵β細胞型のK_<ATP>チャネル(SUR1/Kir6.2)電流が観察される一方で、KOマウスの黒質神経細胞においてはそれが認められないことが確認された。今後、このKOマウスを用いることにより、脳の代謝レベルの変動時、特に虚血時等におけるK_<ATP>チャネルの意義が、個体レベルあるいは細胞レベルで明らかになるものと思われる。

ATP灵敏度K^+通道（K_ <ATP>通道）是一个K^+通道，可通过单元格中的ATP打开并关闭。该通道是一个分子，是胰岛β细胞中葡萄糖刺激引起的胰岛素分泌的关键，并且是磺酰尿素尿素的一部分，磺酰尿素是世界上世界上使用的最广泛使用的，例如Griben Chestnuts。另一方面，心肌和神经细胞表明它们参与细胞保护和缺血性抗性，尤其是缺血性，但它们的作用仍然未知。申请人是K_ <ATP>胰腺β-细胞，它们是ABC蛋白sulhonyl尿素受体SUR1和内部整流k^+通道Kir6.2复合物，心肌和骨骼肌肉K_ <atp受体SUR2A和KIR6.2复合物。从过去，K_ <ATP>通道已广泛分布在大脑中，尤其是黑色质量，并且通过粘合实验和对辐射签名的Grochalami栗子的电气生理研究揭示了。最近，据报道，原位杂交涵盖了神经细胞中的SUR1和KIR6.2，这表明胰腺β -Cell型K_ <ATP>通道在神经细胞中表达，但提出了细节。这项研究的目的是使用K_ <ATP>通道，尤其是在神经细胞中，使用KIR6.2敲除（KO）小鼠与K_ <ATP>通道共有胰腺和心肌和骨骼肌肉。 Kir6.2的KO Mouse已与Chiba University的Kiyono教授联合研究使用。 Kir6.2 KO小鼠中没有特别明显的神经系统异常发现。接下来，分离了KO小鼠和受控小鼠的黑神经细胞，并使用贴片夹方法进行了电生理记录。结果，虽然在对比的小鼠的黑色神经细胞中观察到胰腺β -cell型K_ <ATP>通道（SUR1/KIR6.2）电流，但在黑鼠黑色神经细胞中识别出来被确认没有。将来，通过使用此KO小鼠，将在个体或细胞水平上揭示K_ <ATP>通道在大脑代谢水平（尤其是在缺血性期间）中的重要性。