膵臓外分泌細胞に存在するKチャネル蛋白の構造機能協関

外分泌胰腺细胞中 K 通道蛋白的结构-功能关系

• 批准号: 16790140
• 负责人: 林 美樹夫
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kansai Medical University
• 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 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16790140/
• 关键词: イオン輸送; 重炭酸イオン; 内向き整流性Kチャネル; 膵臓導管細胞; パッチクランプ法

膵臓導管細胞に機能発現する内向き整流性Kチャネル(Kir)の分子基盤を明らかにするため、ラット膵臓導管細胞新鮮分離標本にセルアタッチパッチクランプ法を適用し単一チャネル電流の性質を調べた。非刺激状態において単一チャネルコンダクタンスが40pS、55pS、108pSおよび180pS(Maxi-K)の4種類のチャネル電流を認め、その出現頻度はそれぞれ40%、20%、40%および30%であった。このうち40pSのチャネルは内向き整流性Kチャネル(Kir2.1)の開閉パターンと類似した。55pSおよび108pSのチャネルはCa依存性Kチャネル(SK4/IK1)と類似した。Maxi-Kチャネルは細胞外液にセクレチンを加えると、チャネル開確率が増加した。ラット膵臓mRNAを用いたRTPCR法により、Kir2.1、Kir2.2、Kir2.4およびKir4.2の発現を認めたが、Kir1.1とKir2.3の発現は認められなかった。これらのKirの分子クローニングを試みたところ、それらの一次構造は報告されているものとほぼ一致した。免疫組織化学法により導管細胞の管腔側および基底外側細胞膜にKir2.1の発現を認めた。以上の結果から、膵臓導管細胞ではKjr分子がホモまたはヘテロで機能的チャネルを構成し、静止膜電位の維持に役割を果たす可能性が示唆された。また、SK4/IK1様チャネルおよびMaxi-Kチャネルは唾液腺腺房細胞に機能発現するものと類似していた。これらのチャネルは分泌刺激により活性化することで、膵液分泌の駆動力維持に貢献している可能性がある。

为了阐明在胰腺导管细胞中发挥作用的内向整流K通道（Kir）的分子基础，我们应用细胞贴壁膜片钳方法对新鲜分离的大鼠胰腺导管细胞进行研究，并研究了单通道电流的特性。在未刺激状态下，观察到单通道电导分别为40 pS、55 pS、108 pS和180 pS（Maxi-K）的四种通道电流，其出现频率分别为40%、20%、40%和分别为30%。其中，40 pS 通道具有与内向整流 K 通道（Kir2.1）类似的打开/关闭模式。 55pS 和 108pS 通道与 Ca 依赖性 K 通道 (SK4/IK1) 相似。当细胞外液中添加促胰液素时，Maxi-K 通道的通道开放概率增加。通过使用大鼠胰腺mRNA的RTPCR，观察到Kir2.1、Kir2.2、Kir2.4和Kir4.2的表达，但没有观察到Kir1.1和Kir2.3的表达。当我们尝试对这些 Kirs 进行分子克隆时，我们发现它们的一级结构与报道的几乎相同。免疫组织化学显示导管细胞的管腔和基底外侧细胞膜上有 Kir2.1 表达。这些结果表明，在胰腺导管细胞中，Kjr分子构成了纯合或杂合的功能通道，并在维持静息膜电位方面发挥作用。此外，SK4/IK1样通道和Maxi-K通道与唾液腺腺泡细胞中表达的通道相似。这些通道可能通过分泌刺激激活而有助于维持胰液分泌的驱动力。