アフリカツメガエル卵母細胞における Ca2+ 放出および Cl- 電流パターンに対するイノシトール三リン酸およびイノシトール四リン酸の影響

我々は、Ca2(+)感受性微小電極とfura-2イメージングシステムという2つの異なる技術によって示されるように、Ins(1,3,4,5)P4が無傷アフリカツメガエル卵母細胞の細胞内貯蔵庫からカルシウムを放出することを報告する。Ins(1,3,4,5)P4 は、同量の Ins(1,4,5)P3 と比べて 20% の Ca2+ しか放出しません。HPLC を使用して測定した場合、Ins(1,4,5)P3 に変換される [3H]Ins(1,3,4,5)P4 の量は非常に少量であるため、この効果は、Ca2+ を放出することが知られている、注入された Ins(1,3,4,5)P4 の Ins(1,4,5)P3 への変換によるものではありません。電圧クランプされた卵母細胞に注入されたときに、Ins(1,4,5)P3 および Ins(1,3,4,5)P4 によって誘導されるさまざまな電流パターンを調べると、Ins(1,3,4,5)P4 が Ins(1,4,5)P3 に戻されていないというさらなる証拠が得られました。我々は、(1) 細胞活性化における Ins(1,3,4,5)P4 の考えられる役割と、(2) 細胞活性化における Ins(1,3,4,5)P4 の役割と、(2)細胞内 Ca2+ と Cl- 電流の活性化。未成熟ステージ VI アフリカツメガエル卵母細胞に電位固定を行い、Ins(1,4,5)P3、Ins(2,4,5)P3、および Ins(1,3,4)P3 を注入しました。Ins(1,4,5)P3 および Ins(2,4,5)P3 は Ca2(+) 依存性 Cl- 電流を誘発しましたが、Ins(1,3,4)P3 は電流を誘発せず、細胞内 Ca2+ も放出しませんでした。Ins(2,4,5)P3は、即時Cl-電流パルスの誘導においてIns(1,4,5)P3よりも効果が4倍低かった。Cl- 電流パターンは、卵母細胞に注入された Ins(1,4,5)P3 の量に大きく依存していました。少量の Ins(1,4,5)P3 は即時単一 Cl- 電流パルスのみをトリガーしましたが、多量の Ins(1,4,5)P3 は即時単一パルスをトリガーし、その後に静止期間が続き、その後振動する Cl- 電流が続きました。Ins(1,4,5)P3 の応答とは対照的に、Ins(1,3,4,5)P4 の注入は振動 Cl- 電流のみを引き起こし、その大きさはパターンではなく細胞に注入された量に依存しました。Ins(1,3,4,5)P4 によって生成される電流は、大量の Ins(1,4,5)P3 および Ins(2,4,5)P3 によって引き起こされる振動 Cl- 電流に似ています。Ins(1,3,4,5)P4 は、Ins(1,4,5)P3 や Ins(2,4,5)P3 とは異なり、即時 Cl 電流パルスを引き起こすことはほとんどありませんが、カルシウムの即時放出を引き起こします。したがって、振動電流は間接的にのみカルシウムに依存していると考えられます。これらの [Ca2+]i およびコンダクタンスの測定は、Ins(1,4,5)P3 と Ins(1,3,4,5)P4 の両方が細胞内 Ca2+ 調節に役割があることを示唆しています。

We report that Ins(1,3,4,5)P4 releases calcium from intracellular stores of intact Xenopus laevis oocytes, as indicated by two different techniques, Ca2(+)-sensitive microelectrodes and a fura-2 imaging system. Ins(1,3,4,5)P4 releases only 20% as much Ca2+ as the same amount of Ins(1,4,5)P3. This effect is not due to the conversion of the injected Ins(1,3,4,5)P4 to Ins(1,4,5)P3, which is known to release Ca2+, because the amount of [3H]Ins(1,3,4,5)P4 that is converted to Ins(1,4,5)P3 is extremely small, as determined using HPLC. Examination of the different current patterns induced by Ins(1,4,5)P3 and Ins(1,3,4,5)P4, when injected into voltage-clamped oocytes, provided further evidence that the Ins(1,3,4,5)P4 was not being converted back to Ins(1,4,5)P3. We investigated the effects of four compounds, three inositol trisphosphates (Ins(1,4,5)P3, Ins(2,4,5)P3, and Ins(1,3,4)P3), and Ins(1,3,4,5)P4, on Cl- current conductance in order to examine (1) the possible role of Ins(1,3,4,5)P4 in cell activation and (2) the relationships between intracellular Ca2+ and the activation of Cl- currents. Immature stage VI Xenopus laevis oocytes were voltage-clamped and injected with Ins(1,4,5)P3, Ins(2,4,5)P3, and Ins(1,3,4)P3. Ins(1,4,5)P3 and Ins(2,4,5)P3 triggered Ca2(+)-dependent Cl- currents, but Ins(1,3,4)P3 did not trigger currents nor did it release intracellular Ca2+. Ins(2,4,5)P3 was fourfold less effective at inducing the immediate Cl- current pulse than Ins(1,4,5)P3. The Cl- current pattern was quite dependent on the amount of Ins(1,4,5)P3 injected into the oocyte. Low amounts of Ins(1,4,5)P3 triggered only an immediate single Cl- current pulse, whereas large amounts triggered the immediate single pulse, followed by a quiescent period, followed by oscillating Cl- currents. In contrast to the response of Ins(1,4,5)P3, injection of Ins(1,3,4,5)P4 triggered only oscillating Cl- currents whose magnitude, but not pattern, was dependent on the amount injected into the cell. The currents generated by Ins(1,3,4,5)P4 resemble the oscillating Cl- currents triggered by large amounts of Ins(1,4,5)P3 and Ins(2,4,5)P3. Ins(1,3,4,5)P4, unlike Ins(1,4,5)P3 and Ins(2,4,5)P3, rarely caused an immediate Cl- current pulse, but caused an immediate release of calcium. Therefore, we suggest that the oscillating currents are only indirectly dependent on calcium. These [Ca2+]i and conductance measurements suggest that both Ins(1,4,5)P3 and Ins(1,3,4,5)P4 have roles in intracellular Ca2+ regulation.