大腸の運動性に及ぼすL-システインの効果とその機序

[Effect of L-cysteine on colonic motility and the underlying mechanism].

• Xiao-Jing Quan
• Bai-Cang Zou
• Bin Qin
• Fei Dai
• He-Sheng Luo
• Jin-Hai Wang

抄録

本研究の目的は、L-システインが大腸の運動性に及ぼす影響とその機序を明らかにすることである。HS 生成酵素であるシスタチオニン-β-シンターゼ（CBS）とシスタチオニン-γ-リアーゼ（CSE）の局在を免疫組織化学的染色とウエスタンブロットで検出した。筋収縮活動の観察には臓器浴法を用いた。全細胞パッチクランプ法を用いて、大腸平滑筋細胞のイオンチャネル電流を記録した。その結果、CBSとCSEの両方が粘膜、縦筋、円筋、腸管ニューロンに局在していることがわかった。L-システインは大腸収縮に二重の作用を示し、CBS阻害剤のアミノオキシ酢酸（AOAA）とCSE阻害剤のプロパルギルグリシン（PAG）による前処理により興奮作用が遮断された；L型カルシウムチャネルの特性を変化させることなく、L-システイン濃度依存的にL型カルシウムチャネル電流（I）を阻害した（P＜0．01）; 一方、外因性HSドナーNaHSは100μmol/Lの濃度ではIを増加させたが、300μmol/Lの濃度ではIを阻害し、チャネル特性を改変した（P < 0.05）; さらに、L-システインは大コンダクタンスカルシウムチャネル電流（I）には影響を与えなかったが、NaHSは有意にIを阻害した（P < 0.05）。これらの結果から、L-システインは大腸平滑筋に二重の効果を持つことが示唆され、抑制効果はL型カルシウムチャネルを介して直接的に、興奮効果は内因性のHSを介している可能性があることが示唆された。

The purpose of the present study is to investigate the effect of L-cysteine on colonic motility and the underlying mechanism. Immunohistochemical staining and Western blot were used to detect the localization of the HS-generating enzymes cystathionine-β-synthase (CBS) and cystathionine-γ-lyase (CSE). Organ bath system was used to observe the muscle contractile activities. Whole-cell patch-clamp technique was applied to record ionic channels currents in colonic smooth muscle cells. The results showed that both CBS and CSE were localized in mucosa, longitudinal and circular muscle and enteric neurons. L-cysteine had a dual effect on colonic contraction, and the excitatory effect was blocked by pretreatment with CBS inhibitor aminooxyacetate acid (AOAA) and CSE inhibitor propargylglycine (PAG); L-cysteine concentration-dependently inhibited L-type calcium channel current (I) without changing the characteristic of L-type calcium channel (P < 0.01); In contrast, the exogenous HS donor NaHS increased I at concentration of 100 μmol/L, but inhibited I and modified the channel characteristics at concentration of 300 μmol/L (P < 0.05); Furthermore, L-cysteine had no effect on large conductance calcium channel current (I), but NaHS significantly inhibited I (P < 0.05). These results suggest that L-cysteine has a potential dual effect on colonic smooth muscle and the inhibitory effect might be directly mediated by L-type calcium channel while the excitatory effect might be mediated by endogenous HS.