Junctophilin-Caveolinの相互作用により、血管平滑筋のCa2+マイクロドメインのリアノジン受容体とBKCAチャネル間の効率的な結合を可能にします。

大型伝導性Ca2+活性化K+（BKCA）チャネル間の機能カップリング（PM）の筋細胞質網状（SR）のリアノジン受容体（RYR）は、ほとんどの平滑筋（SM）組織の機械的力を調節するための不可欠なメカニズムです。。PM-SR接合部位内で、RYR（Ca2+ Sparks）およびその後のBKCAチャネルの活性化を介した自発的なCa2+放出が発生します。ここでは、カベオリン-1（cav1）、カベオラ形成タンパク質、ジャンコフィリン-2（JP2）、PMとSRの間の架橋タンパク質、SM細胞のRYR（SMC）の近くのBKCAチャネルを位置付け、それによってBKCAチャネルを配置し、Ca2+マイクロドメイン機能に不可欠な分子複合体の形成に貢献します。すべてのCa2+スパークの約半分は、マウス腸間膜動脈の一次SMCで適度に発現した場合、蛍光標識JP2またはCAV1粒子から近く（<400 nm）に発生しました。遺伝的CAV1アブレーションまたはメチル-β-シクロデキストリン治療によるカベオラの除去は、SMCのJP2ノックダウン後にも観察された効果でもあるCa2+ SparksとBKCAチャネル活性の間の結合効率を大幅に低下させました。JP2の20アミノ酸ロング領域は、観察されたJP2-CAV1相互作用に不可欠であると思われ、JP2とBKCAチャネルの間の相互作用も観察されました。JP2-CAV1相互作用は、PM-SRジャンクションでのCa2+マイクロドメインの構造的および機能的基盤を提供し、RYRとBKCAチャネルの間のクロストークを媒介し、ローカルCa2+スパークを膜の過分極に変換し、安静時のトーンの安定化に貢献すると結論付けることができます。SMCで。

Functional coupling between large-conductance Ca2+-activated K+ (BKCa) channels in the plasma membrane (PM) and ryanodine receptors (RyRs) in the sarcoplasmic reticulum (SR) is an essential mechanism for regulating mechanical force in most smooth muscle (SM) tissues. Spontaneous Ca2+ release through RyRs (Ca2+ sparks) and subsequent BKCa channel activation occur within the PM-SR junctional sites. We report here that a molecular interaction of caveolin-1 (Cav1), a caveola-forming protein, with junctophilin-2 (JP2), a bridging protein between PM and SR, positions BKCa channels near RyRs in SM cells (SMCs) and thereby contributes to the formation of a molecular complex essential for Ca2+ microdomain function. Approximately half of all Ca2+ sparks occurred within a close distance (<400 nm) from fluorescently labeled JP2 or Cav1 particles, when they were moderately expressed in primary SMCs from mouse mesenteric artery. The removal of caveolae by genetic Cav1 ablation or methyl-β-cyclodextrin treatments significantly reduced coupling efficiency between Ca2+ sparks and BKCa channel activity in SMCs, an effect also observed after JP2 knockdown in SMCs. A 20-amino acid-long region in JP2 appeared to be essential for the observed JP2-Cav1 interaction, and we also observed an interaction between JP2 and the BKCa channel. It can be concluded that the JP2-Cav1 interaction provides a structural and functional basis for the Ca2+ microdomain at PM-SR junctions and mediates cross-talk between RyRs and BKCa channels, converts local Ca2+ sparks into membrane hyperpolarization, and contributes to stabilizing resting tone in SMCs.