本態性高血圧症における腸間膜血管平滑筋細胞におけるTRPC3およびTRPC6チャネルの集合体の違い

Differences in TRPC3 and TRPC6 channels assembly in mesenteric vascular smooth muscle cells in essential hypertension.

• Inés Álvarez-Miguel
• Pilar Cidad
• M Teresa Pérez-García
• José Ramón López-López

抄録

キーポイント:

血管平滑筋細胞（VSMC）の正準一過性受容体電位（TRPC）3およびTRPC6チャネルは、伸張またはアゴニスト誘発性のカチオン性フラックスを媒介し、膜電位および血管緊張に寄与する。ネイティブTRPC3/C6チャネルは、ホモまたはヘテロ4量体複合体を形成し、個々のTRPCチャネルの特性を阻害する可能性がある。これらの結合パターンの違いが、高血圧症における血管緊張への寄与を変化させる可能性は未解明である。異種発現チャネルの機能解析を行ったところ、TRPC6を含む複合体はPyr3/Pyr10感受性の電流を示したが、TRPC3を介した電流は抗TRPC3抗体によってブロックされた。高血圧マウスのVSMCは、Pyr10には鈍感で抗TRPC3抗体には敏感な、より大きなカチオン性基底電流を有していた。一貫して、ミオグラフィー研究では、BPN（血圧正常）の腸間膜動脈でより大きなPyr3/10誘発性血管拡張が示された。我々は、BPH VSMCsにおけるTRPC3チャネルの発現増加は、TRPC3/C6ヘテロ多量体アセンブリの変化につながり、より高いTRPC3チャネルの寄与は高血圧性VSMCsの脱分極に有利であると結論付けた。

KEY POINTS: Canonical transient receptor potential (TRPC)3 and TRPC6 channels of vascular smooth muscle cells (VSMCs) mediate stretch- or agonist-induced cationic fluxes, contributing to membrane potential and vascular tone. Native TRPC3/C6 channels can form homo- or heterotetrameric complexes, which can hinder individual TRPC channel properties. The possibility that the differences in their association pattern may change their contribution to vascular tone in hypertension is unexplored. Functional characterization of heterologously expressed channels showed that TRPC6-containing complexes exhibited Pyr3/Pyr10-sensitive currents, whereas TRPC3-mediated currents were blocked by anti-TRPC3 antibodies. VSMCs from hypertensive (blood pressure high; BPH) mice have larger cationic basal currents insensitive to Pyr10 and sensitive to anti-TRPC3 antibodies. Consistently, myography studies showed a larger Pyr3/10-induced vasodilatation in BPN (blood pressure normal) mesenteric arteries. We conclude that the increased TRPC3 channel expression in BPH VSMCs leads to changes in TRPC3/C6 heteromultimeric assembly, with a higher TRPC3 channel contribution favouring depolarization of hypertensive VSMCs.

ABSTRACT:

本態性高血圧症における血管緊張の亢進は、末梢抵抗の持続的な上昇を伴う。膜脱分極とより高いL型Caチャネル活性の組み合わせにより、血管平滑筋細胞（VSMC）へのCa流入が増大し、収縮と血管収縮が生じるモデルが提案されている。膜脱分極の原因となるイオンチャネルの探索は、正則的な一過性受容体電位（TRPC）ファミリーのメンバーを含むいくつかの候補を提供してきました。TRPC3とTRPC6は、ジアシルグリセロールで活性化された非選択的なカチオン性チャネルであり、伸張またはアゴニスト誘発性の脱分極に寄与する。高血圧におけるTRPC3/TRPC6の機能発現の変化については、相反する情報が存在する。しかし、TRPC3-TRPC6チャネルはヘテロ多量体化するが、その関連パターンの違いが血管緊張への機能的寄与を変化させる可能性については、ほとんど研究されていない。本態性高血圧モデル（BPHマウス、血圧が高い）とその正常血圧コントロール（BPNマウス、血圧が正常）を用いて、この仮説を探った。まず、導入したチャイニーズハムスター卵巣細胞から記録されたホモおよびヘテロ四量体を介した非選択的なカチオン性電流は、TRPC6が存在する場合にのみ選択的アンタゴニストであるPyr10に対してTRPC電流が敏感であることを示したが、細胞内抗TRPC3抗体はTRPC3媒介の電流を選択的にブロックした。腸間膜VSMCでは、基底およびアゴニスト誘導電流は、BPN細胞ではPyr3およびPyr10に対してより感受性が高かった。mRNAとタンパク質の発現データは、TRPC3とTRPC6の割合と集合体の変化を支持しており、BPH VSMCではTRPC3チャネルの寄与度が高く、細胞の脱分極を促進する可能性がある。TRPC3およびTRPC6チャネルの機能的および薬理学的特性の違いは、そのアセンブリに依存しており、新たな治療法の可能性を示唆していると考えられる。

ABSTRACT: Increased vascular tone in essential hypertension involves a sustained rise in total peripheral resistance. A model has been proposed in which the combination of membrane depolarization and higher L-type Ca channel activity generates augmented Ca influx into vascular smooth muscle cells (VSMCs), contraction and vasoconstriction. The search for culprit ion channels responsible for membrane depolarization has provided several candidates, including members of the canonical transient receptor potential (TRPC) family. TRPC3 and TRPC6 are diacylglycerol-activated, non-selective cationic channels contributing to stretch- or agonist-induced depolarization. Conflicting information exists regarding changes in TRPC3/TRPC6 functional expression in hypertension. However, although TRPC3-TRPC6 channels can heteromultimerize, the possibility that differences in their association pattern may change their functional contribution to vascular tone is largely unexplored. We probe this hypothesis using a model of essential hypertension (BPH mice; blood pressure high) and its normotensive control (BPN mice; blood pressure normal). First, non-selective cationic currents through homo- and heterotetramers recorded from transfected Chinese hamster ovary cells indicated that TRPC currents were sensitive to the selective antagonist Pyr10 only when TRPC6 was present, whereas intracellular anti-TRPC3 antibody selectively blocked TRPC3-mediated currents. In mesenteric VSMCs, basal and agonist-induced currents were more sensitive to Pyr3 and Pyr10 in BPN cells. Consistently, myography studies showed a larger Pyr3/10-induced vasodilatation in BPN mesenteric arteries. mRNA and protein expression data supported changes in TRPC3 and TRPC6 proportions and assembly, with a higher TRPC3 channel contribution in BPH VSMCs that could favour cell depolarization. These differences in functional and pharmacological properties of TRPC3 and TRPC6 channels, depending on their assembly, could represent novel therapeutical opportunities.

© 2016 The Authors. The Journal of Physiology © 2016 The Physiological Society.