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アフリカツメガエル卵母細胞におけるハロゲンイオン輸送

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Academic year: 2021

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226 (100) 氏名(生年月日) 本     籍

学位の種類

学位授与の番号 学位授与の日付 学位授与の要件

学位論文題目

論文審査委員

カタ   ヤマ    ヨウ    コ

片山洋子(昭和3

博士(医学) 乙第1264号

平成4年3月13日

学位規則第4条第2項該当(博士の学位論文提出者)

Ha盈ide transpor重in為ηoραs oocytes  (アフリカツメガエル卵母細胞におけるハロゲンイオン輸送) (主査)教授 宮崎 俊一 (副査)教授 高桑 雄一,笠島  武

論 文 内 容 の 要 旨

 目的  致死的な遺伝性疾患である嚢胞性線維症(cystic 丘brosis)の病態は,気道,膵臓,汗腺などの外分泌腺 の機能異常に基づく粘調な粘液の停滞,管腔の閉塞, 難治性の感染であり,その根本的原因は広範囲の上皮 細胞,腺細胞におけるCl一イオン透過性の減少,より具 体的にはcycHc AMP依存性C1チャンネルの先天異 常であると考えられるに至っている.今後のアプロー チとして,気道上皮細胞から分離したmRNAをアフ リカツメガエルの卵円細胞に注入して発現させたCl チャンネルを,生理学的,分子生物学的に解析するこ とが重要であるが,その為にはまず,卵母細胞自身の もつCl一輸送系の性質を調べておく必要がある.本研 究は,ラジオアイソトープを用いたイオン流の測定及 び細胞膜電位測定により,アフリカッメガエル卵母細 胞におけるCl一イオン及びその他のハロゲンイオン輸 送の性質を明らかにする目的で行った.  方法  アフリカツメガエルの卵巣を摘出し,卵母細胞 (Stage V, VI)を分離した.アイソトープ溶液中に置 いた病母細胞への細胞外からの36CI,1251,82Brの流入 (inHux)を種々の条件下で測定した.膜電位は,4M・ potassium acetateを充填した細胞内電極を用いて測 定した.  結果  1)アフリカッメガエル卵母細胞のCr透過係数は, 3.9×10-7cm/sであった.卵母細胞は気道上皮や骨格 筋に比較してCl一透過性は低い.  2)36Cl in且uxは高K+溶液による脱分極に際して constant field theoryセこ従って増加する. Cl一透過は拡 散であることを示唆する.  3)36Cl in且uxは外液のCr濃:度に直線的に依存し, 他の陰イオンの存在に影響されなかった.温度依存性 から計算した36CI innuxの活性化エネルギーは低く, 46KJ/Molであった.これらの所見は,やはりCr透過 が拡散であることを示唆する.  4)C1チャンネルのブロッカー, diphenylamine-2- carboxylateと9-anthracene carboxylateは36Cl inHuxを抑制し, Kdはそれぞれ5×10-4M,10-3Mで あった.一方,C1・HCO3対向輸送及びNa・K-Cl共輸送 のinhibitorは36Ci inHuxに影響を及ぼさなかった.  5)Dibutyryl cyclic AMPは36Cl in恥xを増強しな かった.この点に於て気道上皮細胞のClチャンネルと 異なる,  6)アイソトープ実験及び膜電位測定から求められ た・・ロゲンイオン選択性はr(3.2)>Br(1.3)>Cr (1.0)であり,気道上皮細胞のClチャンネルの選択性 と類似していた.  考察  アフリカッメガエル卵母細胞のCl一輸送は,上記2), 3),4)の実験結果からキャリヤを介する輸送ではなく, チャンネルを介する輸送であると考えられる.36Cl inHuxの初期速度より換算したClチャンネル密度は, 0.07/μm2であり,気道上皮細胞の1/10以下であると推 一830一

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227 定される.  結論  アフリカツメガエル卵母細胞のCl一輸送系はチャン ネルによる輸送であると結論される.Clチャンネルの プロッカーに対する感受性及びイオン選択性は気道上 皮細胞と類似しているが,卵母細胞のC1チャンネルは cyclic AMP依存性ではなく且つチャンネル数が少な いことから,気道上皮細胞のmRNA注入によって発 現させたClチャンネルを検出することは充分可能で ある.

論 文 審 査 の 要 旨

 近年,.イオンチャンネルの構造と機能解明のアプローチとして,目的組織から分離したmRNAをアフリカ ツメガエル卵母細胞に注入し,再現させたチャンネルを生理学的,分子生物学的に解析するという有力な方法 がとられている.℃1チャンネル匠関しては,卵母細胞が本来Cl透過性を有することが知られているため,そ のCl一輸送系を予め同定しておく必要がある.本研究は,ブフリカッメガエル卵母細胞におけるCl一および他の ハロ.Qンイオ.ンの輸送につき,透過係数,膜電位依存性,細胞外Cl一濃度依存性,活性化エネルギー,抑欄因 子,cAMP依存性,細胞内Ca2+依存性,イオン選択性,推定チャンネル密度等を詳細に解析したものであり, mRNA注入による外因性Clチャンネルの解析.に必須の知見を示.したものである,先天性Clチャンネル異常 とされる嚢胞性線維症等の解明に有用な基礎的研究であり,学術上価値ある論文である. 主論文公表誌 Halide transport in X6ηoρ郷oocytes (アフリカツメガエル卵母細胞におけるハロゲンイ  オン輸送)   Journal of Physiology(London)Vo1443,   587-599頁(1991年11月発行) 副論文公表誌 1)Regulation of endogenous chloride con-  lductance in涜ηo伽s oocytes(アフリカツメガ   エル卵母細胞におけるC1一輸送の調節機構).   Biochem Biophys Res Commun 180(3):   1377-1382(1991)Chao AC, Katayama Y 2)Synergistic activation by serotonin and GTP  analogue and inhibition by phorbol ester of  cyclic Ca2+rises in hamster eggs(ハムスター

 卵の周期的Ca増加に対するセロトニンと

 GTPアナログの協同的活性化作用とフォル

 ボールエステルの抑制作用).JPhysiol(Lond)  426:209-227(1990)Miyazaki S, Katayama

 Y,Swann K

3) Protective effect of insulin on suppressed  electrical activity caused by ouabain ih iso-  lated frog retina(カエル剥離網膜におけ.るウ  アバインによる網膜電位抑制に対するイソスリ  ンの抑制防御効果).Pfl荘gers Arch 415:  494-496(1990)Katayama Y 一831一

参照

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