心筋自動能発生におけるミトコンドリアNa⁺-Ca²⁺交換輸送体NCLXの役割

抄録

ミトコンドリアは，ATPの主な合成部位であるとともに，Ca²⁺貯蔵部位としての役割も果たす．また，ミトコンドリアCa²⁺はミトコンドリアエネルギー代謝を制御すると考えられる．ミトコンドリアCa²⁺動態は，主にCa²⁺ユニポータ（MCU）を介した取り込みと，Na⁺-Ca²⁺交換輸送体（NCLX）を介した排出のバランスにより決定される．しかし，これらミトコンドリアCa²⁺輸送担体が，心筋細胞機能発現にどのような役割を果たすかは不明であった．われわれは，自動能をもつマウス心房筋由来株化細胞HL-1を用いて，NCLXの発現減少が活動電位・Ca²⁺トランジェント発生周期の延長をもたらすことを発見した．細胞生理学実験と数理モデル解析による検討から，NCLXはミトコンドリアから筋小胞体へのCa²⁺供給を担うこと，それに伴い筋小胞体からのCa²⁺放出で決定されるHL-1細胞の拍動リズムを制御することが判明した．この結果は，NCLXを介したミトコンドリアCa²⁺動態が，異常自動能発生や不整脈に関与する可能性を示唆するものである．