음압에 의한 세포막 신전으로 열리는 Stretch-activated channel(SAC)은 세포의 부피조적, 세포의 분화, 혈관 긴장도의 조절, 호르몬 분비 조절에서 SAC 존재 유무를 확인하기 위하여 patch clamp기법을 시행하여 SAC의 조절기전과 전기생리학적인 성질을 조사하였다. 음압이 주어지기 전에는 관찰되지 않던 단일통로 전류가 -20 cm$H_2O$이하의 음압이 주어졌을 때 관찰되었다. 음압에 의해 열리는 단일통로 전류는 $Na^+$이나 $K^+$과 같은 일가 양이온이 존재할 때 관찰되었으나 대신 비투과성인 tetramethylamonium이나 meglumine과 같은 양이온으로 교환해 주면 나타나지 않았다. 이는 이 단일 통로 전류가 양이온만을 투과시키는 nonselective cationic channel(NSC)을 통하여 이동하는 stretch-activated NSC(SA-NSC)임을 시사하였다. 이 SA-NSC 전류는 적혈구나 양서류 난자에서 관찰된 SAC의 전류-전압 관계와 유사한 inward rectification 양상을 나타내었으며 PKA에 의하여 통로활성이 증가하였다. 햄스터 난자에서 관찰되는 SA-NSC는 수정 전부터 2-세포 배아기까지 관찰되었으며 통로전류의 크기는 수정란과 1-세포기 배아에서 가장 크게 관찰되었으며 2-세포기 배아에서는 그 크기가 현저하게 감소하였다. 이와 같이 본 연구에서는 햄스터 난자의 발생 초기 단계에서 전기생리학적 기법을 사용하여 처음으로 SA-NSC존재를 직접 확인하였다. 세포 항상성 유지에 필수적인 이 통로의 일반적인 속성으로 미루어 보아, 햄스터 난자의 수정 전후 난자의 활성과 초기 배아 분화 및 발달에 필수적인 역할을 할 것으로 생각된다.
Stretch-activated channels (SACs) responds to membrane stress with changes in open probability (Po). They play essential roles in regulation of cell volume and differentiation, vascular tone, and in hormonal secretion. SACs highly present in Xenopus oocytes and Ascidian oocytes are suggested to be involved in the regulation of pH and fluid transport to balance the osmotic pressure, but remain unclear in mammanlian oocytes. This study was investigated to find the presence of SACs in hamster oocytes and to examine their electrophysiological properties. To infer a role of SAC in relation to the development of early stage, we followed up to the stage of two-cell zygote with patch clamp techniques. Single channels were elicited by negative pressure (lower than 15 cm$H_2O$). Interestingly, SACs were dependent on permeable cations such as $Na^+$ or $K^+$. As permeable cation removed from both sides across the membrane, SAC activity completely disappeared. When permeable cations present only in intracellular compartment, outward currents appeared at positive potentials. In contrast to this, inward currents occurred only at the negative voltage when permeable cation absent in cell interior. These result suggests that SAC carry cations through the nonselective cation channel (NSC channel). Taken together, we found that stretch activated channels present in hamster oocyte and the channel may carry cations through NSC channels. This stretch activated-NSC channels may play physiological role(s) in oocyte growth, maturation, fertilization and embryogenesis in fertilized oocytes to two-cell zygotes of hamster.
