著者

サビロヴ ラヴシャン 岡田 泰伸

出版者

医学書院

巻号頁・発行日

pp.192-203, 2003-04-10

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クロライドイオンは生体内で最も多量に存在するイオンの1つであり,クロライドイオン(Cl-)チャネルも広く全身の細胞膜に分布している。その役割は,静止電位の形成や変化,興奮性の抑制や亢進,Cl-や水の輸送,そして細胞容積の調節などに加えて,細胞分裂や増殖,細胞死の制御にも,さらには細胞外へのATP放出や,細胞内小胞のpH形成や,他のチャネル/トランスポータのレギュレータとしても働くなど多様であり,いずれも細胞の基本的機能に深く関与している。Cl-チャネルのうちでクローニングされているのはCLC,CFTR,GABAレセプター,グリシンレセプター(そしておそらくCLIC)のみであり,その他のCa2+依存性Cl-チャネルや容積感受性Cl-チャネルなど,多くが未だに分子同定されていない。Cl-チャネル機能の生理学的・病態生理学的重要性は深まるばかりであり,生理学的研究のみならず,残された多くのCl-チャネル分子実体を求めての分子生物学的検討も,集中的に行われる必要がある。 はじめに クロライドは生体内に最も大量に存在するイオンの1つであり,その輸送に関わる分子の1つであるCl-チャネルの生理学的重要性は容易に理解できる。興奮性細胞における研究の先行により,イオンチャネルの機能は,電圧作動性Na+,K+,Ca2+チャネルなどによる活動電位発生との関係で最初に捉えられた。通常では,Cl-コンダクタンスの低いニューロンや心筋細胞においては一定のバックグラウンド電流として,Cl-コンダクタンスの相当高い骨格筋では静止電位を決定する定常的リーク電流として,この時期においては捉えられてきた。しかしながら,グリシンレセプターやGABAレセプターの一部がリガンド作動性アニオンチャネルであることが判明して,細胞内Cl-濃度が低く保たれている多くのニューロンでは抑制的に,細胞内Cl-濃度が高いニューロンでは促進的に,興奮性を制御する機能がCl-チャネルに付加された。 パッチクランプ法の導入によって多くの非興奮性細胞(特に上皮細胞)の研究が進展し,Cl-コンダクタンスが多種の生理学的・病理学的刺激によって大きく活性化されることが明らかにされた。cAMPやCa2+などで活性化されるCl-チャネルはCl-分泌機能に関与し,浸透圧刺激で活性化されるアニオンチャネルは,細胞容積調節やATP放出や細胞死誘導に関与し,リソソームや小胞体などの細胞内小器官に発現しているCl-チャネルは,プロトンポンプによるH+輸送やCa2+遊離チャネルによるCa2+放出を(電気的中性を保つ上で必要なCl-輸送路を保つことによって)サポートする役割を果たしている。このようなCl-チャネルの新しい諸機能の多くは,興奮性細胞においても共有されていることが次々に明らかにされはじめている。 遺伝子クローニング法の導入によって,多くのチャネル蛋白のアミノ酸配列が明らかとなった。しかしアニオンチャネルでクローニングされているのは,リガンド作動性アニオンチャネルに分類されるグリシンレセプター,GABAAおよびGABACレセプターとcAMP依存性Cl-チャネルのCFTR,そして電圧依存性Cl-チャネルと細胞内小器官アニオンチャネルの両方に分類されるCLCチャネルと,細胞内小器官アニオンチャネルのCLICとVDACである。その他の多くの重要なアニオンチャネル,例えばCa2+依存性Cl-チャネルや容積感受性Cl-チャネルなどは,未だにクローニングされていない。

著者

岡田泰伸編

出版者

吉岡書店

巻号頁・発行日

2011

著者

岡田 泰伸

出版者

公益財団法人 日本学術協力財団

雑誌

学術の動向 (ISSN:13423363)

巻号頁・発行日

vol.22, no.5, pp.5_96-5_99, 2017-05-01 (Released:2017-09-01)

著者

岡田 泰伸

出版者

岡崎国立共同研究機構

雑誌

試験研究(B)

巻号頁・発行日

1992

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小腸上皮は吸収組織であると共に分泌組織でもある。糖やアミノ酸などのNa^+依存性の能動的吸収は絨毛上部で、Cl^1の能動的分泌はリーバーキューン腺部で行われるものと広く考えられている。ところが一部にはこの教科書的見解に対する強い疑問も依然として存在し、この「吸収・分泌機能の絨毛内分化」仮説にといての細胞レベルでの直接的検討がますます必要となっている。本研究の目的は、パッチクランプ法の適用によってこれを可能とするための哺乳動物小腸上皮細胞実験システムを得る点にある。まず私たちは、酵素的に単離した小腸上皮細胞enterocyteを用いてこの点の検討を始めたが、刷子縁の消失に見られるような単一細胞への分離による極性の喪失という致命的欠点によってそれを阻まれた。そこで今年度以前は刷子縁膜・基底側壁膜極性を完全に保持したモルモット小腸の絨毛上皮及び腺上皮の単離組織標本を得るための方法を開発した。今年度は、単離絨毛及び単離腺にパッチクランプ法を適用して、それらから各種イオンチャネル電流が記録できることを明らかにした。また絨毛部からはグルコースに応答する電流の存在も観察された。それゆえ、チャネル特性やグルコース応答の小腸「腺-絨毛軸」における勾配についての今後の研究に適用可能であることが明らかになった。今年度は、スライス標本を得るための方法の開発にも成功をみたが、これにおけるギガシールの達成には今までのところ成功せず、これにパッチクランプ法を適用していくためには細胞表面をクリーンにするためのいくつかの工夫などが必要であることがわかった。