血管内圧は動脈平滑筋細胞表面の機能的Kv1.5チャネルの存在量を増加させる

Sci. Signal. 18 Aug 2015:
Vol. 8, Issue 390, pp. ra83
DOI: 10.1126/scisignal.aac5128

Michael W. Kidd, M. Dennis Leo, John P. Bannister, Jonathan H. Jaggar*

Department of Physiology, University of Tennessee Health Science Center, Memphis, TN 38163, USA.

* Corresponding author. E-mail: jjaggar@uthsc.edu

要約 電位依存性カリウム（K_v）チャネルはさまざまな細胞種に存在し、たとえば、全身血圧と局所臓器血流を制御する抵抗サイズの動脈の平滑筋細胞（筋細胞）などに存在する。血管内圧は動脈筋細胞を脱分極させ、カルシウム（Ca²⁺）の電位依存性Ca²⁺（Ca_v）チャネルからの流入を刺激して血管収縮を引き起こすとともに、K_vチャネルからのK⁺流出を刺激して血管収縮に対抗する。われわれは、圧力誘導性の脱分極が、細胞膜に常在するK_vチャネルの開口確率を上昇させるだけでなく、動脈筋細胞表面のこれらのチャネルの存在量を増加させて、血管収縮を制限する可能性があるという仮説を立てた。抵抗サイズの腸間膜動脈の筋細胞には、K_v1.5タンパク質とK_v2.1タンパク質が豊富に存在することが見出された。収縮する動脈筋細胞において、細胞内コンパートメントと細胞膜のあいだでK_v1.5が継続的にリサイクルされたが、K_v2.1はリサイクルされなかった。無傷の動脈のex vivo標本を用いて、われわれは、膜脱分極による生理的血管内圧または圧力非存在下での膜脱分極が、内部移行したK_v1.5の分解を阻害し、K_v1.5の細胞膜へのリサイクルを増加させることを示した。その結果、膜脱分極は、Ca_v1.2の活性を刺激することによって、筋細胞における全細胞K_v1.5電流密度を増加させ、加圧した動脈においてK_v1.5チャネル活性を高めた。対照的に、K_v2.1の総量と細胞表面存在量は、血管内圧または膜電位と無関係であった。したがってわれわれのデータから、血管内圧誘導性の膜脱分極は、動脈筋細胞において、K_v1.5の表面存在量を選択的に増加させ、K_v電流を増加させることで、血管収縮を制限する可能性が示されている。

Citation: M. W. Kidd, M. D. Leo, J. P. Bannister, J. H. Jaggar, Intravascular pressure enhances the abundance of functional K_v1.5 channels at the surface of arterial smooth muscle cells. Sci. Signal. 8, ra83 (2015).