細胞膜伸展刺激による心筋緩徐活性型遅延整流性K+電流調節機構

细胞膜拉伸刺激心肌减慢激活调节延迟整流K+电流的机制

基本信息

批准号：
16790135
负责人：
豊田太
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Shiga University of Medical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

心筋活動電位の再分極過程を担う心筋緩徐活性型遅延整流性K^+電流(I_<Ks>)は,低浸透圧刺激や膜の機械刺激による細胞膜の伸展により増大する.本研究は,この背景となる細胞内機序を検討し,新しいI_<Ks>チャネル調節機構ならびにその分子基盤を明らかにしようとするものである.近年,膜構成リン脂質であるホスファチジルイノシトール二リン酸(PIP_2)は種々のイオンチャネルの機能を直接修飾することが知られており,また細胞膜の伸展刺激によりその局在が変化することが知られている.そこで本研究は,PIP_2による心筋I_<Ks>チャネルの調節機構について検討を行った.モルモット単離心筋細胞に全細胞型パッチクランプ法を適用し,I_<Ks>チャネル電流をリアルタイムで記録した.パッチ電極を介してPIP_2をモルモット心筋細胞に負荷すると,I_<Ks>チャネル電流は徐々に減弱した.一方,抗PIP_2抗体を細胞内へ投与するとI_<Ks>の増強が観察されたことから,細胞膜に内在するPIP_2がI_<Ks>チャネルに抑制性に作用していることが明らかとなった.また,外因性に投与したPIP_2は低浸透圧刺激によるI_<Ks>の増大反応を部分的に抑制し,膜の機械的伸展が膜PIP_2の減少によりI_<Ks>チャネルの活性を増強する可能性が示唆された.現在,I_<Ks>チャネルはKCNQ1ならびにKCNE1の2つのサブユニットで構成されると考えられている.本研究は,PIP_2によるI_<Ks>チャネル制御機構の分子基盤を明らかにするために,KCNQ1ならびにKCNE1により再構築したK^+チャネルを用いて,PIP_2による修飾機構を検討した.結果,細胞膜PIP_2を減少させると考えられるGq-PLC連関型受容体の刺激は心筋I_<Ks>を増強するものの,KCNQ1/KCNE1チャネル電流には反対に抑制作用を示すことが明らかになった.このことは,少なくともPIP_2による調節においてKCNQ1とKCNE1だけでは心筋I_<Ks>を完全に再構築できないことが示唆する。このように,本研究は心筋I_<Ks>チャネルの新しい修飾因子としての膜PIP_2の役割が明らかにするとともに,心筋I_<Ks>チャネルの分子基盤の解明に新たな展開の必要性を提示するすることができた.

心肌缓慢激活，延迟纠正的K^+电流（I_ <ks>），这些（I_ <ks>）是负责心肌动作潜力的极光化的，通过扩展细胞膜通过低纤维性刺激或通过膜的机械刺激扩展。基础。近年来，众所周知，一种磷脂酰肌醇双磷酸（PIP_2），一种膜 - 固定磷脂，直接通过刺激细胞膜的扩展来直接修饰各种离子通道的功能。众所周知，I_ <ks>通道的定位已更改。这项研究研究了PIP_2调节心肌I_ <ks>通道的机制。将整个细胞型斑块夹法应用于孤立的豚鼠心肌细胞，并实时记录I_ <ks>通道电流。当PIP_2通过贴片电极加载到豚鼠心肌细胞上时，I_ <ks>通道电流逐渐减少。另一方面，当细胞内给予抗PIP_2抗体时，观察到I_ <ks>通道电流可增强I_ <ks>通道，因此已经发现_2对I_ <ks>通道具有抑制作用。还有人提出，外源施用的PIP_2部分抑制了由于低经细胞刺激引起的I_ <ks>的响应增加，并且由于膜PIP_2的降低，膜的机械延伸可能会增强I_ <ks>通道的活性。目前，认为I_ <ks>通道由两个亚基组成，即KCNQ1和KCNE1。这项研究揭示了PIP_2的I_ <ks>通道控制机制的分子基础。使用由KCNQ1和KCNE1重建的K^+通道通过PIP_2进行修饰的机理。结果表明，刺激GQ-PLC连锁受体被认为可以减少细胞膜PIP_2，增强了心肌I_ <ks>，但对KCNQ1/KCNE1通道电流产生了反向抑制作用。这表明至少在通过pip_2调节时，kCNQ1和KCNE1不能完全重建心肌I_ <ks>。因此，这项研究揭示了膜PIP_2作为心肌I_ <ks>通道的新修饰剂的作用，并提出了对阐明心肌I_ <ks>通道分子基础的新发展的需求。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Modulation of functional properties of KCNQ1 channel by association of KCNE1 and KCNE2

KCNE1 和 KCNE2 联合调节 KCNQ1 通道的功能特性

DOI：
发表时间：
期刊：
Biochem Biophys Res Commun. (in press)
影响因子：
0
作者：
Liu;Y.et al.;Kazunori Kageyama;Abdelalim EM;Chuanzhe Song;Zankov DP;Toyoda F;Futoshi Toyoda;Takeshi Aiba;Ding Wei-Guang;Akira Okada;Toyoda F
通讯作者：
Toyoda F

Response of the sustained inward current to autonomic agonists in guinea-pig sino-arial node pacemaker cells.

豚鼠窦房结起搏细胞中持续内向电流对自主神经激动剂的反应。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
British Journal of Pharmacology (in press)
影响因子：
0
作者：
Liu;Y.et al.;Kazunori Kageyama;Abdelalim EM;Chuanzhe Song;Zankov DP;Toyoda F;Futoshi Toyoda
通讯作者：
Futoshi Toyoda

Responses of the sustained inward current to autonomic agonists in guinea-pig sino-atrial node pacemaker cells.

豚鼠窦房结起搏细胞中持续内向电流对自主神经激动剂的反应。