平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 岡崎国立共同研究機構
 
2.研究領域 生命科学
 
3.研究分野 細胞シグナリング
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96L00301
 
6.研究プロジェクト名 分泌におけるカルシウム・シグナリング

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
河西 春郎 カサイ ハルロウ 生理学研究所 教授

8.コア・メンバー

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
久木田 文夫   岡崎国立共同研究機構・生理学研究所 助手
根本 知己   岡崎国立共同研究機構・生理学研究所 助手
高橋 倫子   岡崎国立共同研究機構・生理学研究所 助手

10.研究成果の概要

神経・分泌細胞のカルシウム依存性開口放出を比較検討することにより、カルシウム依存性開口放出について多くの新知見が得られた。
1.PC12細胞開口放出の研究
シナプス小胞と大型有芯小胞では開口放出速度(開口放出し易さ)が大きく異なる。PC12細胞から神経型のSNAREsを欠失させると、開口放出速度は遅くなるが開口放出の量は減少しない。よって、神経型のSNAREsはシナプス小胞を膜に集積させ、開口放出速度を速くする作用を持つと考えられる。シナプス小胞と大型有芯小胞ではカルシウムセンサーのイオン選択性も異なり、大型有芯小胞のカルシウムセンサーはそのイオン選択性がsynaptotagminsのそれとよく一致した。
2.膵臓ベータ細胞開口放出の研究
ベータ細胞からのインスリン顆粒の開口放出をケイジド試薬、アンペロメトリー及び多光子励起法を用いて調べた結果、インスリン顆粒のある部分(モード1)ものは開口放出にカルシウム濃度上昇以外にcAMP濃度上昇を必要としており、この作用に高濃度ATPが必要であることがわかった。2種類の開口放出路を持つことは、血中グルコース濃度の上昇に対して、ベータ細胞が2相に応ずることをよく説明する。
3.外分泌腺開口放出の研究
外分泌腺の様な上皮細胞系の細胞においても開口放出にはマイクロモルのカルシウム濃度上昇を必要とすることを明らかにし、また、開口放出が細胞内に進行する逐次開口放出が起きることが明らかにした。この逐次開口放出機構においてはカルシウム濃度上昇後にSNAREs複合体が形成されることが想定されるため、膜の融合機転に新たな手懸りを与えることともなった。この細胞のカルシウム濃度上昇は細胞内ストアからのカルシウムの放出によるが、これは、開口放出が細胞内に向かって進行することをよく説明する。

11.キーワード

(1)分泌、(2)カルシウム、(3)シナプス
(4)外分泌腺、(5)膵臓ベータ細胞、(6)インスリン

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
Kasai, H Two components of exocytosis and endocytosis in phaeochromocytoma cells studied using caged-Ca2+ compounds
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Physiology 496 1996 53-65

著者名 論文標題
Ninomiya, Y. Ca2+-dependent exocytotic pathways in Chinese hamster ovary fibroblast revealed by capacitace measurement and caged-Ca2+ compound
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Biological Chemistry 271 1996 17751-17754

著者名 論文標題
Kasai, H. Neuronal Ca2+ signalling
雑誌名 発行年 ページ
Seminar in Neuroscience 8 1996 259

著者名 論文標題
Petersen, O. H. P. Intracellular calcium. in Text book of Receptor Pharmacology, ed. J. C. Foreman and T. Johansen
雑誌名 発行年 ページ
CRC Press, England   1996 213-226

著者名 論文標題
Sjoedin, L. Cytoplasmic Ca2+ gradients evoked by acetylcholine and peptides in pancreatic acinar cells of the guinea pig
雑誌名 発行年 ページ
Pflugers Archiv 433 1997 397-402

著者名 論文標題
Ito, K. Micromolar and submicromolar Ca2+ spikes regulating distinct cellular functions in pancreatic acinar cells
雑誌名 発行年 ページ
EMBO Journal 16 1997 242-251

著者名 論文標題
Ninomiya, Y. Kinetic diversity in the fusion of exocytotic vesicles
雑誌名 発行年 ページ
EMBO Journal 16 1997 929-934

著者名 論文標題
Takahashi, N. Multiple exocytotic pathways in pancreatic β-cells
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Cell Biology 138 1997 55-64

著者名 論文標題
Kasai, H. Ca2+ dependent exocytosis in endocrine, exocrine and non-secretory cells
雑誌名 発行年 ページ
Korean Journal of Physiology and Pharmacology 2 1998 1-7

著者名 論文標題
Kasai, H. Comparative biology of Ca2+-dependent exocytosis: implications of kinetic diversity for secretory function
雑誌名 発行年 ページ
Trends in Neurosciences 22 1999 88-93

著者名 論文標題
Takahashi, N. Post-priming actions of ATP on Ca2+-dependent exocytosis in pancreatic beta cells
雑誌名 発行年 ページ
Proceedings of the National Academy of Sciences of the U. S. A. 96 1999 760-765

著者名 論文標題
Kasai, H. Multiple components of exocytosis and Ca2+ requirements.
雑誌名 発行年 ページ
Philosophical Transactions of the Royal Society of London- Series B:Biological Sciences 354 1999 331-335

著者名 論文標題
Kasai, H. Mutiple and diverse forms of regulated exocytosis revealed in wild-type and defective PC12 cells
雑誌名 発行年 ページ
Proceedings of the National Academy of Sciences of the U. S. A. 96 1999 945-949

著者名 論文標題
Eto, K. Role of NADH shuttle system in glucose-induced activation of mitochondrial metabolism and insulin secretion
雑誌名 発行年 ページ
Science 283 1999 981-985

著者名 論文標題
Ito, K. Kinetic control of multiple forms of Ca2+ spikes by inositol trisphosphate in pancreatic acinar cells
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Cell Bioogy 146 1999 405-414

著者名 論文標題
Eto, K. NADH shuttle system regulates KATP channel-dependent pathway and steps distal to cytosolic Ca2+ concentration elevation in glucose-induced insulin secretion
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Biological Chemistry 274(36) 1999 25386-25393

著者名 論文標題
Maeda, H. Supralinear Ca2+ signaling by cooperative and mobile Ca2+ buffering in Purkinje neurons
雑誌名 発行年 ページ
Neuron 24 1999 989-1002

著者名 論文標題
Tsubamoto Y. Hexamminecobalt (III) Chloride Inhibits Glucose-Induced Insulin Secretion at the Exocytotic Process
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Biological Chemistry 276, 2001 2979-2985

著者名 論文標題
Nemoto, T. Sequential-replenishment mechanism of exocytosis in pancreatic acini.
雑誌名 発行年 ページ
Nature Cell Biology 3 2001 253-258

著者名 論文標題
Kishimoto, T. Ion selectivities of the Ca2+ sensors for exocytosis in rat phaeochromocytoma cells
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Physiology(Lonon) in press 2001  


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