346 学 会 〔東女医大誌 第59巻 第6号頁 804∼806 平成元年6月〕
東京女子医科大学学会 第279回例会抄録
シンポジウム イオン輸送と細胞機能
日時 場所 司会平成元年6月8日差木）午後4時半より
東京女子医科大学 第2臨床講堂
橋本 葉子教授（第1生理学）1．序論
（第2生理）宮崎 俊一 細胞膜でのイオン輸送は，腸管や腎尿細管等の上皮 細胞においては，吸収あるいは再吸収としてイオンの 輸送そのものが細胞機能の一部である．他方，神経細 胞ではイオンの透過に伴う膜電位変化が電気信号とし て機能することになり，筋細胞や分泌細胞の一部では この膜電位変化がCaイオンの細胞内遊離あるいは細 胞外からの流入を誘発し，Ca依存性の収縮や分泌とい う細胞機能の誘因となる．イオンは脂質二重層から成 る細胞膜を透過し難い故に，イオン特異性をもった輸 送体という膜蛋白がこれを担う．本例会ではイオン チャンネルに焦点があてられるはずである，チャンネ ルは当初電気的興奮性の基礎にあるNa＋やK＋の膜透 過を説明する概念的なものであった．しかし近年，パッ チクランプ法による単位電流（すなわちsingle chan・ nel current）の記録，チャンネル蛋白の単離・精製お よび脂質人工膜での再構成により実体的なものとして とらえられ，さらにcDNAを用いてのアミノ酸配列の決定，cDNAやmRNAの卵細胞内打込みによるチャ
ネルの再構成がなされるに至った． チャンネルはゲート（gate）を備えた小野（pore） を有し，openかclosedかの二状態をとる．ゲート openは，膜電位依存性のもの，1igand−receptor結合に よるもの，細胞内因子による活性化あるいぱリン酸化 によるもの，機械的刺激によるものなどがある．イオ ンの透過は，膜電流としてとらえられるが，実体は openした小孔中のpassive diffusionであり，駆動力 は濃度勾配および電位勾配である．パッチクランプ法 による’ﾆ，一個のチャンネルを流れるイオン電流は一 定濃度一定膜電位下で一定である．つまりチャンネル は一定電流を流す最小の1ユニットである．したがっ て細胞膜のイオン透過性の大小とは，一個のチャンネ 一804 ルについてはopenの確率の大小であり，細胞膜全体 ではopenしているチャンネルの数の多少である． チャンネルは他の輸送体に比べ輸送体あたりにつき 短時間内で多くのイオンが輸送される．したがって比 較的速い細胞現象と関連する場合が多い．チャンネル は生理・薬理，生化学以外の分野では比較的なじみの うすい対象ではないかと思われる．本例会でチャンネ ルを介するイオン輸送がとりあげられ，細胞機能との 関連において論じられることは意義あることと思われ る． 2．行動異常ミュータントを利用したイオン・チャ ネルの解析 （第1生理）小松 明 D名oso卿惚には様々な行動異常ミュータントがあ るが，そのうちの一部は神経や筋肉の興奮性に影響を 与えることが知られており，イオン・チャネルを解析 するためのプローブとして用いることができる．Na チャネルに影響を与えるものとしてはη砂，卯鵤，妙一 丁麟などがあり，Kチャネルに影響を与えるものに は舗，6㎎；磁，∫Joなどがある．なおSぬはAチャネル をコードしていることが知られ，これを利用して遺伝 子のクローニングが行われ，Aチャネル蛋白の構造が 調べられた． s♂oωヵ。舵（sJo；第3染色体85．0）は38℃で歩行に支 障をぎたし，筋の活動電位の幅が正常の2msecに対し 30msecと延長する．電圧固定法による膜電流測定から幼虫筋には1つの内向きCa電流と4つの外向きK
電流が存在し，4つのK電流のうちの2つはCa感受
性で，ICFおよびICSと呼ばれている． sZoはこのうち ICFの欠損を示すミュータントである． D70∫o擁惚では各遺伝子コピーは同量の遺伝子産 物をもたらすことが知られている（遺伝子量効果）．も しsJoがICFチャネル全体をコードしていれば，異型347 接合体s♂o／＋ではチャネル密度は正常型の半分とな る．またもしICFチャネルの同形サブユニットをコー ドしているとすれば，slo／＋ではサブユニットの組み 合わぜによってモザイク型のチャネルが生じるはずで ある．したがって異型接合体を調べることによって sloがチャネル蛋白をコードしているか否かを確かめ ることができる．実際にsZo／＋を用いて電圧固定法で 膜電流を測定したところ電流密度やkineticsは正常 型と変わらなかった．またパッチ・クランプ法を用い て単一チャネル電流を測定しても電流一電圧特性， kinetics， Ca感受性のいずれも正常型と区別できな かった．これらの結果は∫10遺伝子がICFチャネル蛋 白を直接コードしていると考えるよりはその調節系に 関与していることを示唆する． 3．心筋のイオン輸送とリズム形成 （循環器内科）萩原 誠久 心筋のリズム形成を司る主要な部位は洞結節である が，洞結節細胞における自発性興奮のメカニズムは未 だに明確にされていない．その原因の一つは，洞結節 細胞の自動能を司る拡張期脱分極相（ペースメーカー 電位）が，種々の複雑な膜電流系の関与により形成さ れているためである．今回は洞結節細胞のペースメー カー電位における膜電流，特にCa電流の役割につい て述べる． 最近，作業心筋には二種類のCa電流が存在するこ とが報告されている，すなわち，持続時間の長いlong lasting type：ICaLと，一過性のTransient type：
ICaTである，これまで洞結節細胞のCa電流について
は二者を分離した研究はなく，その生理的意義も明か
でなかった．我々は，whole−cell voltage clamp法を
用いて，ウサギ単一洞結節細胞より二種類のCa電流 を分離し，その生理的意義を検討した．実験結果より， 洞結節細胞における二種類のCa電流の中で，特に ICaTは，その活性化領域がペースメーカー電位の領 域と一致することなどから，ペースメーカー電位の形 成にICaTが重要な役割を果たしていることが解明さ れた． 4．培養滑膜細胞の興奮性とイオンチャネル （滋賀医科大学第2生理）村山 公一 全ての細胞に記録される膜電位およびその膜電位変 化は，細胞の膜輸送や細胞機能発現に重要な役割を 担っている，しかし従来は，技術上の問題もあり，細 胞膜の電気生理の研究（静止膜電位，興奮性，膜電位 固定下でのマクロおよび単一チャネル電流の記録・解 析）は，ある限られた細胞で行われてきた。しかし，
