インスリン分泌細胞におけるTRPM2チャネルの生理的意義に関する基礎研究

胰岛素分泌细胞TRPM2通道生理意义的基础研究

基本信息

批准号：
15790471
负责人：
石井正和
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Showa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15790471/
关键词：
TRPM2 活性酸素 β細胞カルシウム細胞死過酸化水素チャネル細胞障害

项目摘要

TRPM2チャネルは、活性酸素のひとつである過酸化水素により強力に活性化されることが明らかになったカルシウム透過型チャネルである。しかしながら、過酸化水素によるTRPM2チャネル活性化に、どの活性酸素種が関与するかは不明だった。本研究では、TRPM2を発現させたHEK293細胞とTRPM2を恒常的に発現しているラット由来β細胞株RIN-5F細胞を用いて、過酸化水素によるTRPM2活性化に関与している活性酸素種の同定を試みた。その結果、両細胞において、過酸化水素処置による細胞内カルシウム濃度上昇は、ヒドロキシラジカル消去剤である1,3-dimethyl-2-thiourea(DMTU)、N-(2-mercaptopropionyl)-glycine(MPG)および2価鉄のキレート剤である2,2'-dipyridyl(DP)処置により濃度依存的に抑制された。したがって、過酸化水素によるTRPM2活性化にはフェントン反応を介して産生したヒドロキシラジカルが関与していることが明らかとなった。そこで次に、ヒドロキシラジカルの作用部位を決定するため、細胞外で予めヒドロキシラジカルを生成し(試験管内で過酸化水素と2価鉄を反応させヒドロキシラジカルを産生)、それを細胞に処置したところ細胞内のカルシウム濃度上昇は認められなかった。しかしながら、2価鉄を1時間前処置し、その後細胞外の鉄を除去し過酸化水素を処置すると、著しい細胞内のカルシウム濃度上昇が認められた。ヒドロキシラジカルは細胞膜を通過できないことから、過酸化水素によるTRPM2活性化には、細胞外ではなく、細胞内で産生されたヒドロキシラジカルが関与していることが明らかとなった。我々は以前の研究で、過酸化水素によるRIN-5F細胞障害にTRPM2を介したカルシウム流入が関与していることを報告した。さらに本研究では、過酸化水素によるRIN-5F細胞障害もヒドロキシラジカル消去剤や2価鉄のキレート剤処置により抑制されることを見出した。したがって、本研究では、過酸化水素によるTRPM2活性化機構において、細胞内でのヒドロキシラジカル産生が重要であり、その作用部位が細胞内に存在していることを明らかにすることができた。

TRPM2 通道是一种钙渗透通道，已被证明可以被过氧化氢（一种活性氧）强烈激活。然而，尚不清楚哪些活性氧参与过氧化氢激活 TRPM2 通道。在这项研究中，我们使用表达 TRPM2 的 HEK293 细胞和 RIN-5F 细胞（一种组成型表达 TRPM2 的大鼠来源的 β 细胞系）来研究过氧化氢激活 TRPM2 所涉及的活性氧。结果，在这两种细胞中，过氧化氢处理导致的细胞内钙浓度增加是由羟自由基清除剂1,3-二甲基-2-硫脲（DMTU）和N-（2-巯基丙酰）-甘氨酸（MPG）引起的并通过二价铁螯合剂 2,2'-联吡啶 (DP) 处理以浓度依赖性方式受到抑制。因此，很明显，通过芬顿反应产生的羟基自由基参与了过氧化氢对TRPM2的活化。接下来，为了确定羟基自由基的作用位点，我们预先在细胞外产生羟基自由基（通过过氧化氢和二价铁在试管中反应产生羟基自由基），然后用它们处理细胞，结果没有增加。观察细胞内钙浓度。然而，当用二价铁预处理1小时，然后去除细胞外铁并用过氧化氢处理时，观察到细胞内钙浓度显着增加。由于羟基自由基不能穿过细胞膜，因此很明显，过氧化氢对 TRPM2 的激活涉及细胞内而不是细胞外产生的羟基自由基。在之前的一项研究中，我们报道了钙通过 TRPM2 的流入参与了过氧化氢诱导的 RIN-5F 细胞损伤。此外，在这项研究中，我们发现用羟基自由基清除剂和二价铁螯合剂治疗可以抑制过氧化氢诱导的 RIN-5F 细胞损伤。因此，在这项研究中，我们能够证明细胞内羟基自由基的产生在过氧化氢的TRPM2激活机制中很重要，并且其作用位点存在于细胞内。