Physiological implications of the action potential in the zebrafish fast trunk muscle.

斑马鱼快躯干肌动作电位的生理意义。

基本信息

批准号：
22K06837
负责人：
坂田宗平
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka Medical and Pharmaceutical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題に先立ち、我々はゼブラフィッシュにおいて筋特異的に発現している電位依存性ナトリウムチャネル(Nav)をノックアウト個体を作成したところ、この個体の運動は野生型のものとほぼ同等であることを観察した。この個体は筋においてNavを欠失している可能性があるが、一般に筋のNavは筋収縮に必須であると考えられているため、ヒトなどとは異なりゼブラフィッシュでは他のサブタイプのNavが発現機能している可能性も考えられる。そのため本研究の遂行にあたりまず、Navを欠失した個体(NavKO)の筋においてパッチクランプ法によりナトリウム電流の計測を行ったところ、野生型ではナトリウム電流が計測された一方、NavKOではナトリウム電流が計測されなかった。このことからNavKOでは筋でNavが発現していないことが確認された。筋収縮の過程ではNavによる活動電位が形成され、それが筋細胞内でのカルシウム濃度の上昇を引き起こし、これが引き金になって筋が収縮することが知られている。NavKOにおいてもこのプロセスが同様に機能しているのかどうか調べるために、カルシウムインジケーターであるGCaMPを筋に導入して、カルシウム濃度変化を調べたところ、野生型と同様にNavKOにおいても筋収縮時にカルシウム濃度変化が起こることを明らかにした。これらの結果は、驚くべきことにゼブラフィッシュでは一般に筋収縮に必須であると考えられているNavがなくても筋が機能することを示している。

在本研究主题之前，我们创建了一个单独的敲除电压依赖性钠通道（NAV），该钠通道（NAV）在斑马鱼中特异性表达，并观察到该个体的运动与野生型的运动大致相当。该人可能在肌肉中会损失NAV，但是由于通常认为肌肉NAV对于肌肉收缩至关重要，因此与人类不同，其他NAV的其他亚型也可能在斑马鱼中表达并起作用。因此，在进行这项研究时，首先，使用斑块夹法在缺乏NAV（NAVKO）的个体的肌肉中测量了钠电流。在野生型中测量了钠电流，而在NAVKO中未测量钠电流。这证实了Navko在肌肉中没有表达。众所周知，在肌肉收缩期间，动作电位是由NAV形成的，导致肌肉细胞内钙浓度的增加，从而触发肌肉收缩。为了研究该过程是否在NAVKO中相似地发挥作用，将钙指标GCAMP引入肌肉中，并检查了钙浓度的变化。据揭示，与野生类型一样，钙浓度的变化发生在NAVKO中发生肌肉收缩时。这些结果令人惊讶地表明，没有NAV的肌肉功能，这通常被认为是斑马鱼中肌肉收缩必不可少的。