Research Abstract


Endogenous Cardiac Troponin T Modulates Ca2+-Mediated Smooth Muscle Contraction

2012年12月14日 Scientific Reports 2 : 979 doi: 10.1038/srep00979

平滑筋の収縮にはアクチンフィラメントにリンクした機構がミオシン制御系と協調して働くとされて久しいが、そのカギとなる分子はいまだ明らかにされていない。そこで我々は、心筋型トロポニンT(cTnT)が、生理的な細胞質Ca2+濃度([Ca2+]i)の範囲において平滑筋収縮へ相当程度に寄与する証拠を、ここに報告する。cTnTはヒトを含む動物の大動脈、気管、腸、膀胱など、さまざまな平滑筋に存在する。また、cTnTが平滑筋細胞内でトロポミオシンに伴って分布することは、これらのタンパク質が平滑筋収縮のために配置されていることを示唆している。cTnTが約半量に減少したcTnT+/−マウスの平滑筋標本の細胞膜を化学的に穿孔すると、Ca2+–張力関係は高[Ca2+]i濃度側にシフトする。この事実は、1 μM未満の[Ca2+]iでは、cTnTが平滑筋収縮に大きく寄与することを指示する。さらに、トロポニンIとトロポニンCを補充的に添加すると、トロポニンシステムが再構成され、収縮が増強された。これらの結果は、アクチンフィラメント上のトロポニンまたはトロポニン類似システムが、ミオシンフィラメントのシグナル経路と協調して働いていること示す。

梶岡 俊一1, 高橋 富美2, Nouval Shahab1, 鬼丸 満穂3, 松田 美穂5, 高橋 良輔1, 浅野 治彦7, 森田 浩光6, 森本 幸生2, 米満 吉和4, 林 摩耶1, 関 成人1, 笹栗 俊之2, 平田 雅人5, 中山 晋介8 & 内藤 誠二1

  1. 九州大学大学院 医学研究院 泌尿器科学分野
  2. 九州大学大学院 医学研究院 臨床薬理学分野
  3. 九州大学大学院 医学研究院 病理病態学
  4. 九州大学大学院 薬学研究院 革新的バイオ医薬創成学
  5. 九州大学大学院 歯学研究院 口腔細胞工学
  6. 九州大学病院 特殊歯科総合治療部
  7. 中部大学 生命健康科学部 生命医科学科
  8. 名古屋大学 大学院医学系研究科 細胞生理学
Mechanisms linked to actin filaments have long been thought to cooperate in smooth muscle contraction, although key molecules were unclear. We show evidence that cardiac troponin T (cTnT) substantially contributes to Ca2+-mediated contraction in a physiological range of cytosolic Ca2+ concentration ([Ca2+]i). cTnT was detected in various smooth muscles of the aorta, trachea, gut and urinary bladder, including in humans. Also, cTnT was distributed along with tropomyosin in smooth muscle cells, suggesting that these proteins are ready to cause smooth muscle contraction. In chemically permeabilised smooth muscle of cTnT+/− mice in which cTnT reduced to ~50%, the Ca2+-force relationship was shifted toward greater [Ca2+]i, indicating a sizeable contribution of cTnT to smooth muscle contraction at [Ca2+]i < 1 μM. Furthermore, addition of supplemental TnI and TnC reconstructed a troponin system to enhance contraction. The results indicated that a Tn/Tn-like system on actin-filaments cooperates together with the thick-filament pathway.