ラット遠位結腸では、平行中間コンダクタンスKとClチャネルの活性が基底側膜を横切ってエレクトロンニュートラルKの出口を媒介している

Parallel intermediate conductance K and Cl channel activity mediates electroneutral K exit across basolateral membranes in rat distal colon.

• Shabina Rehman
• Karthikeyan Narayanan
• Andrew J Nickerson
• Steven D Coon
• Kazi Mirajul Hoque
• Geoffrey I Sandle
• Vazhaikkurichi M Rajendran

抄録

また、上皮のK吸収には、先端部のK取り込みと基底側のK出口が必要であることがわかった。大腸では、先端のH-K-ATPaseが細胞内のK取り込みを仲介しており、基底側のK出口はK-Clコトランスポーター-1（KCC1）がKおよびClチャネルと並行して作用していることが示唆されている。本研究では、ラット遠位結腸のK出口に関与する基底側トランスポーターを同定することを目的とした。活性K吸収は、電圧クランプ条件下での結腸上皮間のRb（Kサロゲート）フラックスを測定することによって決定された。粘膜溶液中のClがゼロの場合、正味のK吸収は38％減少し、K吸収は部分的にClに依存していることが示された。DIOA（KCC1阻害剤）またはBa（非特異的Kチャネル遮断剤）の血清添加は、純K吸収をそれぞれ21％または61％阻害し、KCC1とKチャネルの両方が基底側のK出口に寄与していることが示唆された。クロトリマゾールとTRAM34（IKチャネル遮断薬）を血清中に添加すると純K吸収が阻害され、基底側K出口にIKチャネルが関与していることが示唆された。GaTx2（CLC2ブロッカー）も血清中に添加した場合には純K吸収を阻害し、CLC2が媒介するCl出口は基底膜を横切るIKチャネル媒介のK出口を伴うことが示唆された。また，IbTX（BKチャネルブロッカー），アパミン（SKチャネルブロッカー），クロマノール293B（K7チャネルブロッカー），CFTR（CFTRブロッカー）のいずれの血清添加でもネットK吸収は阻害されなかった。また、CLC2様タンパク質とNa-K-ATPase αサブユニットの基底側膜コロケーションを免疫蛍光法で確認した。本研究では、ラットの遠位結腸における活発なK吸収は、基底側のK出口の電気的中立性を伴い、これはIKとCLC2チャネルが並行して動作していることを反映している可能性があると結論付けた。この研究では、ラット遠位結腸における活発な電子中性K吸収の間、基底側膜のK出口は主に塩化物チャネル2と連動して作動する中間コンダクタンスKチャネルを反映しており、K-Clコトランスポーター1（KCC1）活性による寄与は小さいが有意であることが示された。

Transepithelial K absorption requires apical K uptake and basolateral K exit. In the colon, apical H-K-ATPase mediates cellular K uptake, and it has been suggested that electroneutral basolateral K exit reflects K-Cl cotransporter-1 (KCC1) operating in parallel with K and Cl channels. The present study was designed to identify basolateral transporter(s) responsible for K exit in rat distal colon. Active K absorption was determined by measuring Rb (K surrogate) fluxes across colonic epithelia under voltage-clamp conditions. With zero Cl in the mucosal solution, net K absorption was reduced by 38%, indicating that K absorption was partially Cl-dependent. Serosal addition of DIOA (KCC1 inhibitor) or Ba (nonspecific K channel blocker) inhibited net K absorption by 21% or 61%, respectively, suggesting that both KCC1 and K channels contribute to basolateral K exit. Clotrimazole and TRAM34 (IK channel blockers) added serosally inhibited net K absorption, pointing to the involvement of IK channels in basolateral K exit. GaTx2 (CLC2 blocker) added serosally also inhibited net K absorption, suggesting that CLC2-mediated Cl exit accompanies IK channel-mediated K exit across the basolateral membrane. Net K absorption was not inhibited by serosal addition of either IbTX (BK channel blocker), apamin (SK channel blocker), chromanol 293B (K7 channel blocker), or CFTR (CFTR blocker). Immunofluorescence studies confirmed basolateral membrane colocalization of CLC2-like proteins and Na-K-ATPase α-subunits. We conclude that active K absorption in rat distal colon involves electroneutral basolateral K exit, which may reflect IK and CLC2 channels operating in parallel. This study demonstrates that during active electroneutral K absorption in rat distal colon, K exit across the basolateral membrane mainly reflects intermediate conductance K channels operating in conjunction with chloride channel 2, with a smaller, but significant, contribution from K-Cl cotransporter-1 (KCC1) activity.