Molecular mechanism of junctional membrane-targeting of cardiac and skeletal muscle L-type calcium channels.

Abstract

横紋筋のL 型カルシウムチャネル（LTCC）は，筋収縮において電気信号をカルシウム信号に変換する重要な役割を担っている．LTCC と筋小胞体膜上に存在するリアノジン受容体（RyR）は，形質膜と筋小胞体膜が近接する結合膜構造で，機能的複合体を形成している．LTCC が結合膜構造に集積してクラスターを形成することは，筋の正常な興奮収縮連関に必要不可欠であるが，その詳細なメカニズムには不明な点が多く残されている．近年，骨格筋芽細胞株であるGLTを用いた研究により，骨格筋型LTCC の結合膜への局在化には，LTCC のポアを形成するCaV1.1 サブユニットのC末端配列が重要な役割を果たしていることが明らかになった．一方，成熟心筋細胞の培養が困難なため，心筋型LTCC の結合膜局在化の分子機構については，全く解析が進んでいなかった．我々はGLT 細胞を用いて，心筋LTCC の結合膜局在化機構を明らかにするための検討を行った．心筋LTCC のCaV1.2 サブユニットの各細胞内ドメインを，結合膜非局在性である神経型CaV2.1 サブユニットに置換した変異体を作製し，GLT 細胞に発現させた．その結果，近位C 末端の配列が結合膜への集積に必須であることが明らかになった．さらに，この部位に変異を導入すると，局在のみでなく，興奮収縮連関の効率も大きく低下することが分かった．また，LTCC の結合膜局在化に関係する分子として，ジャンクトフィリンに注目した検討も行った．C2C12 細胞のジャンクトフィリンをノックダウンすると，LTCC の結合膜への局在の阻害や，カルシウムトランジェントの減弱が認められた．また，共免疫沈降法によってLTCC のCaV1.1 サブユニットとジャンクトフィリンが結合していることが確認された．これらの結果は，ジャンクトフィリンがLTCC の正常な局在や機能に関与することを示唆している．