• 検索結果がありません。

  The   ma i n   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   of   our   de pa r t me nt   a r e   t he   phy s i ol og y   of   mus c l e   c ont r a c t i on   a nd   r e l a t e d   s ubj e c t s .

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

シェア "  The   ma i n   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   of   our   de pa r t me nt   a r e   t he   phy s i ol og y   of   mus c l e   c ont r a c t i on   a nd   r e l a t e d   s ubj e c t s ."

Copied!
3
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)

 

Depar t ment   of   Cel l   Phy s i ol ogy

 

Satoshi  Kurihara,Professor   Iwao  Ohtsuki,Visiting Professor  Masato  Konishi,Visiting Professor   Norio  Suda,Assistant  Professor  Yoichiro  Kusakari,Assistant  Professor   Norio  Fukuda,Assistant  Professor

 

Gener al   Summar y

  The   ma i n   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   of   our   de pa r t me nt   a r e   t he   phy s i ol og y   of   mus c l e   c ont r a c t i on   a nd   r e l a t e d   s ubj e c t s .

Res ear ch   Act i v i t i es

  I nt r ac e l l ul ar   r e g ul at i o n   me c hani s ms   o f   t he   c hang e s   i n   L- t y p e   Ca c ur r e nt   i nduc e d   b y α- adr e no c e p t o r   s t i mul at i o n i n t he   p r e s e nc e   o f aβ - adr e no c e p t o r   ag o ni s t

  We   ha v e   pr e v i ous l y   s hown t ha t α- a dr e noc e pt or( AR)s t i mul a t i on a l one   pot e nt i a t e s   L- t y pe   Ca c ur r e nt( I )t hr oug h α - AR- Gq- phos phol i pa s e   C( PLC) ― pr ot e i n   ki na s e   C( PKC) ― c a l c i um / c a l modul i n   de pe nde nt   pr ot e i n   ki na s e( Ca MK)I I   pa t hwa y . How- e v e r , t he   i nt e r a c t i on   of α-a ndβ - AR s i g na l i ng   on   I ha s   not   be e n   f ul l y   c l a r i f i e d. Thi s   y e a r ,we   e x a mi ne d   t he   e f f e c t   of α- AR s t i mul a t i on   on   L- t y pe   Ca c ur r e nt( I )whe n β - AR i s   s t i mul a t e d   i n   r a t   v e nt r i c ul a r   my oc y t e s   us i ng   a   pe r f or a t e d   pa t c h- c l a mp   t e c hni que . We   f ound   t ha t α - AR s t i mul a t i on   i nhi bi t s   I i n   t he   pr e s e nc e   of   aβ - AR   a g oni s t , whi c h   i s   oppos i t e   t o   t he   e f f e c t   obs e r v e d   i n   t he   a bs e nc e   of   aβ - AR a g oni s t . We   a l s o   c onf i r me d   t ha t   t y r os i ne   ki na s e ,whi c h   mi g ht   be   a c t i v a t e d   by α - AR- Gq   s i g na l i ng ,i nhi bi t s β - AR   s i g na l i ng a t   t he   r e c e pt or   s i t e( or   Gs   pr ot e i n) . Thus ,I i s   i nhi bi t e d. Thi s   nov e l   s i g na l i ng   pa t hwa y   by α - AR s t i mul a t i on   c oul d   s e r v e   a s   a   r e g ul a t or y   f e e dba c k   me c ha - ni s m  whe n   t he   c a t e c hol a mi ne   c onc e nt r a t i on   i nc r e a s e s   unde r   pa t hophy s i ol og i c a l   c ondi - t i ons   f or   pr ot e c t i ng   c a r di omy oc y t e s   f r om  Ca ov e r l oa d.

I nt r ac e l l ul ar   r e g ul at i o n   me c hani s ms   o f   t he   c hang e s   i n   L- t y p e   Ca c ur r e nt   i nduc e d   b y   e ndo t he l i n- 1   s t i mul at i o n

  Endot he l i n- 1( ET- 1 )i s   a   pot e nt   v a s oc ons t r i c t i v e   pe pt i de . Thi s   pe pt i de   ha s   a   di r e c t   e f f e c t   on   c a r di omy oc y t e s   whi c h   pr oduc e s   a   pos i t i v e   i not r opi c   e f f e c t   t hr oug h   a n   i nc r e a s e   i n  t he i nt r a c e l l ul a r Ca t r a ns i e nt . Howe v e r ,t he i nt r a c e l l ul a r me c ha ni s m  of   t he   pos i t i v e   i not r opi c   e f f e c t   r e ma i ns   unc l e a r . Us i ng   a   pe r f or a t e d   pa t c h- c l a mp   a nd   bi oc he m- i c a l   me t hod,we   f ound t ha t   ET- 1 a c t i v a t e d I t hr oug h t he   ET - r e c e pt or - Gq- PKC- Ca MKI I   pa t hwa y ,a s   i n   t he   c a s e   of α - AR s i g na l i ng . We   a s s ume   t ha t   ET- 1   s t i mul a - t i on   ha s   a   pos i t i v e   i not r opi c   e f f e c t   pa r t l y   by   i nc r e a s i ng   Ca e nt r y   t hr oug h   L- t y pe   Ca c ha nne l s . The   de t a i l e d   mol e c ul a r   me c ha ni s m  of   t he   c oupl i ng   of   ET- 1   s t i mul a t i on   a nd   Ca s i g na l i ng   wi l l   pr ov i de   ne w  i ns i g ht s   i nt o t he   f unc t i ona l   r ol e s   of   ET- 1   s i g na l i ng   unde r   phy s i ol og i c a l   a nd   pa t hophy s i ol og i c a l   c ondi t i ons   i n   c a r di a c   mus c l e .

15 Research Activities 2008  The Jikei University School of Medicine

(2)

 

I nt r ac e l l ul ar   me c hani s ms   o f  t he   i nc r e as e   i n Ca l e ak  f r o m  r y ano di ne   r e c e p t o r   b y β - AR  s t i mul at i o n i n mo us e   c ar di ac   mus c l e

  I n   he a r t   f a i l ur e ,c hr oni c   c a t e c hol a mi ne r g i c   s t i mul a t i on   i nc r e a s e s   di a s t ol i c   Ca l e a ka g e   f r om r y a nodi ne   r e c e pt or s( Ry Rs )of   t he   s a r c opl a s mi c   r e t i c ul um( SR) ,l e a di ng   t o   a r r hy t h- mi a   a nd   a   de c r e a s e   i n   c ont r a c t i l i t y . The   i nc r e a s e d   Ca l e a ka g e   f r om t he   SR byβ - AR   s t i mul a t i on   mi g ht   be   due   t o   t he   phos phor y l a t i on   of   Ry Rs   t hr oug h   t he   a c t i v a t i on   of   PKA   or   Ca MKI I   or   bot h. I n t he   pr e s e nt   s t udy ,we   i nt e nde d t o i de nt i f y whi c h ki na s e   a c t i v a t i on   i s   r e s pons i bl e   f or   t he   e nha nc e d   Ca l e a ka g e   f r om t he   SR i nduc e d   byβ - AR   s t i mul a t i on  us i ng a s a poni n- s ki nne d  mul t i c e l l ul a r   pr e pa r a t i on. We e x a mi ne d  t he   phos phor y l a t i on   l e v e l s   of   Ry R a f t e r β - AR s t i mul a t i on   by   us i ng   c omme r c i a l l y   a v a i l a bl e   a nt i bodi e s   a g a i ns t   t he   PKA-a nd   Ca MKI I - s pe c i f i c   phos phor y l a t i on   s i t e   of   Ry R. We   f ound   t ha t   t he   i nc r e a s e   i n   Ca l e a ka g e   f r om  t he   SR a f t e r β - AR s t i mul a t i on   i s   r e s pon- s i bl e   a t   l e a s t   f or   t he   i nc r e a s e   i n   PKA- de pe nde nt   Ry R phos phor y l a t i on.

Si ng l e   s ar c o me r e   i mag i ng   i n c ar di ac   mus c l e

  Ski nne d c a r di a c   f i be r s   e x hi bi t   s pont a ne ous   os c i l l a t or y c ont r a c t i ons( SPOCs )ov e r   a   br oa d r a ng e   of   i nt e r me di a t e   a c t i v a t i ng c ondi t i ons ,na me l y ,a t   a pCa of   6 . 0 t o 5 . 0 ( Ca - SPOC) ,or   i n t he   pr e s e nc e   of   Mg ADP a nd Pi   unde r   r e l a x i ng   c ondi t i ons( ADP- SPOC) . We   ha v e   r e por t e d   t ha t   t he   pe r i od   of   s a r c ome r i c   os c i l l a t i ons   i n   f i be r s   c or r e l a t e s   wi t h t ha t   of   t he   r e s t i ng   he a r t be a t   i n v a r i ous   a ni ma l   s pe c i e s . The   pr e s e nt   s t udy   wa s   pe r f or me d t o a na l y z e   SPOCs   i n s i ng l e   c a r di omy oc y t e s   of   t he   r a t . To e nha nc e   t he   qua l i t y   of   s a r c ome r e   l e ng t h   me a s ur e me nt ,we   us e d   qua nt um  dot s   c onj ug a t e d   wi t h   a n   a nt i body   a g a i ns t α - a c t i ni n t o v i s ua l i z e   t he   Z- l i ne   pos i t i on dur i ng   SPOC  i n a   s i ng l e   s a r c ome r e . We   me a s ur e d   t he   pe r i od   a nd   a mpl i t ude   of   ADP-SPOC a nd   Ca - SPOC a t   v a r i ous   s a r c ome r e   l e ng t hs   a nd   f ound   t ha t   t he   pe r i od   of   s a r c ome r i c   os c i l l a t i ons   i s   s i mi l a r   t o t ha t   obs e r v e d a t   t he   f i be r   l e v e l . We   a l s o me a s ur e d s a r c ome r e   l e ng t hs   i n i nt a c t   c a r di omy oc y t e s   wi t h qua nt um  dot s   a t   v a r i ous   s t i mul a t i on f r e que nc i e s . At   l ow  f r e - que nc i e s( e . g . ,1   Hz ) ,t he   s hor t e ni ng   a nd   r e l e ng t he ni ng   of   t he   s a r c ome r e   dur i ng   c ont r a c - t i on s i mpl y   r e f l e c t e d t he   c ha ng e s   i n [Ca ] . Howe v e r ,a n i nc r e a s e   i n s t i mul a t i on   f r e que nc y   t o t he   phy s i ol og i c a l   l e v e l( 3 ‑ 5   Hz )c a us e d a   pha s e   s hi f t   of   s hor t e ni ng   a nd   r e l e ng t he ni ng   due   t o   e nha nc e me nt   of   t he   r e l e ng t he ni ng   s pe e d,r e s ul t i ng   i n   t he   wa v e f or m   be i ng s i mi l a r   t o t ha t   obs e r v e d dur i ng SPOC  i n s ki nne d my oc y t e s . The s e   f i ndi ng s   s ug g e s t   t ha t   t he   i nt r i ns i c   a ut o- os c i l l a t or y pr ope r t y of   s a r c ome r e s   ma y c ont r i but e   t o   my oc a r di a l   be a t i ng   i n v i v o .

Pat ho p hy s i o l o g y   o f c ar di ac   mus c l e   i n di l at e d c ar di o my o p at hy

  We   we r e   s uppl i e d   wi t h   a   di l a t e d   c a r di omy opa t hy   mode l   mous e   by   Ky us hu   Uni v e r s i t y ( knoc k- i n  of   di l a t e d  c a r di omy opa t hy t r oponi n  i n  mous e he a r t ) . The my oc a r di a l   c ont r a c t i l e   pr ot e i ns   of   t he   mode l   mous e   s howe d   a   de c r e a s e   i n   Ca s e ns i t i v i t y ,whi c h   wa s   pr ov e n   by   me a s ur i ng   t he   pCa - t e ns i on   r e l a t i on   of   t he   s ki nne d   pr e pa r a t i ons . Pat ho p hy s i o l o g y   o f s ke l e t al   mus c l e

  1 . Di s us e - i nduc e d   c ha ng e s   i n   f a t i g a bi l i t y   i n   s ke l e t a l   mus c l e

  We   ha v e   r e por t e d   t ha t   l ong - t e r m  hi ndl i mb   i mmobi l i z a t i on( 6   we e ks )l owe r s   t he   e x pr e s -

16

Research Activities 2008  The Jikei University School of Medicine

(3)

 

s i on   of   t he   g i a nt   pr ot e i n   t i t i n   i n   t he   s ol e us   mus c l e   of   t he   r a t ,r e s ul t i ng   i n   a   de c r e a s e   i n   a c t i v e   f or c e   pr oduc t i on   v i a   a bnor ma l   s a r c ome r i c   or g a ni z a t i on. I n   t he   pr e s e nt   s t udy ,we   i nv e s t i g a t e d   how i mmobi l i z a t i on   a f f e c t s   f a t i g a bi l i t y   by   us i ng   Tr i t on   X- 1 0 0 - t r e a t e d   s i ng l e   f i be r s   t a ke n   f r om t he   s a me   a ni ma l   mode l . The   i nt r a c e l l ul a r   c onc e nt r a t i ons   of   i nor g a ni c   phos pha t e( P)a nd   H i nc r e a s e   i n   s ke l e t a l   mus c l e   dur i ng   i nt e ns e   e x e r c i s e ,r e s ul t i ng   i n   a   f a l l   i n a c t i v e   f or c e . The r e f or e ,we   e x a mi ne d t he   e f f e c t s   of   c ha ng e s   i n pH  a nd t he   i nor g a ni c   phos pha t e( P)c onc e nt r a t i on on ma x i ma l   Ca - a c t i v a t e d f or c e   i n c ont r ol   f i be r s   a nd   i mmobi l i z e d   f i be r s . We   f ound   t ha t   l owe r i ng   t he   pH f r om 7 . 0   t o   6 . 2   de c r e a s e d   t he   ma x i ma l   f or c e   i n   bot h   mus c l e s ,wi t h   t he   ma g ni t ude   s i g ni f i c a nt l y   g r e a t e r   i n   i mmobi l - i z e d   f i be r s . Li ke wi s e ,t he   i nhi bi t or y   e f f e c t   of   P up   t o   2 0   mM  wa s   mor e   pr onounc e d   i n   i mmobi l i z e d   f i be r s . The s e   r e s ul t s   s ug g e s t   t ha t   f a t i g a bi l i t y   i s   e nha nc e d   i n   i mmobi l i z e d   mus c l e   a nd   t ha t   t he   me c ha ni s m  i nc l ude s   a   de c r e a s e   i n   t he   f r a c t i on   of   f or c e - g e ne r a t i ng   c r os s - br i dg e s   c oupl e d   a nd   t he   a bnor ma l   s a r c ome r i c   or g a ni z a t i on.

Publications

 

O-Uchi  J,Morimoto  S,Kusakari  Y,Shinji  H, Obata  T,Hongo  K,Komukai K,Kurihara  S.

Interaction  ofα1-adrenoceptor  subtypes  with  different  G  proteins  induces  opposite  effects  on  cardiac  L-type  Ca channel.Circ  Res 2008;

102:1378‑88.

Tanaka  H,Suzuki  H,Oht  suki  I,Ojima  T (Lab Marine  Biotechnol  Microbiol,Grad Sch  Fisheries  Sci,Hokkaido  Univ).Structure-function  relation- ships  of  molluscan  troponin  T  revealed  by  limited  proteolysis.BBA 2008;1784:1037‑42.

Reviews  and  Books

 Mizuno  J,Arita  H,Hanaoka  K,Kusakari  Y, Kurihara  S(Dept  Anesthesiol,Teikyo  Univ,Dept  Anesthesiol  Pain Relief  Center,JR  Tokyo Gen  Hosp).Novel  assessment  of  intracellular  cal- cium  transient  decay  in  cardiac  muscle  by  curve- fitting  with  half-logistic  function (in  Japanese). Masui 2008;57:408‑9.

Fukuda  N.Mechanism  of  the  heart  beat(in  Japanese).Pariti 2008;23:44.

Mizuno  J,Morita  S,Araki  J,Otsuji  M ,Hanao- ka K,Kurihara S (Dept  Anes  thesiol,Teikyo Univ,Dept  Cardiovasc Physiol,Okayama Univ  Grad Sch  Med,Dent  Pharm  Sci,Dept  Anesth- esiol  Fac Med,Univ  Tokyo, Dept    Anesthesiol Pain  Relief  Cent,JR  Tokyo    Gen  Hosp).Curve-fit with  hybrid  logistic  function  for  isovolumetric  left  ventricular  pressure  curve  and  isometric  tension  of  cardiac  muscles(in  Japanese).Masui 2008;

57:1472‑84.

Mizuno  J,Morita  S,Araki  J,Otsuji  M ,Hanao- ka  K,Kurihara  S (Dept    Anesthesiol,Teikyo Univ,Dept  Cardiovasc Phys  iol,Okayama Univ Grad Sch  Med,Dent  Pharm  Sci,Dept  Anesth- esiol  Fac Med,Univ  Tokyo, Dept  Anesthesiol  Pain  Relief  Cent,JR  Tokyo  Gen  Hosp).Curve-fit  with  hybrid logistic  function  for  intracellular  cal- cium  transient(in Japanese).Masui 2009;58:

67‑76.

17 Research Activities 2008  The Jikei University School of Medicine

参照

関連したドキュメント

[r]

     ー コネクテッド・ドライブ・サービス      ー Apple CarPlay プレパレーション * 2 BMW サービス・インクルーシブ・プラス(

のようにすべきだと考えていますか。 やっと開通します。長野、太田地区方面  

Q is contained in the graph of a

[r]

創業当時、日本では機械のオイル漏れを 防ぐために革製パッキンが使われていま

[r]

[r]