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筋肉熱シグナリング破綻・暴走の個体解析

Planned Research

Project AreaTrans-scale thermal signalling in muscle
Project/Area Number 22H05055
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (II)
Research InstitutionJikei University School of Medicine

Principal Investigator

山澤 徳志子  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00282616)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村山 尚  順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (10230012)
Project Period (FY) 2022-05-20 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥27,560,000 (Direct Cost: ¥21,200,000、Indirect Cost: ¥6,360,000)
Fiscal Year 2024: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,300,000 (Direct Cost: ¥11,000,000、Indirect Cost: ¥3,300,000)
Keywords熱シグナリング / 骨格筋 / リアノジン受容体 / 悪性高熱症 / 顕微解析システム / カルシウム
Outline of Research at the Start

本計画研究A03班は、体温上昇を数分で起こすモデル動物を用いて、生体分子レベルで生じるナノ空間の発熱が、細胞小器官、細胞、臓器、個体レベルでの温度と機能に与える影響(特に悪影響)を、A01-02班のツールを利用しながら、熱産生器官である筋肉において明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本計画研究A03班の役割は、A01班、A02班のツールを活用し、熱シグナルの破綻が生命システムに及ぼす影響や生理的意義を追求することにある。熱と密接に関わる悪性高熱症(MH)・熱中症を対象に、細胞内や生体内での生体分子の熱感受性や熱発生を顕微鏡イメージングで明らかにし、その影響を生理学的に突き詰め、また得られた知見に基づいた治療戦略を追求する。このために、①MHモデルマウス骨格筋細胞の熱暴走仮説の検証、②MHモデルマウス骨格筋細胞の体温上昇機構の解明、③筋肉熱シグナリングに基づく治療薬のスクリーニングの3つの研究計画を立案している。
今年度は、②の研究内容を実施した。生きたMHモデルマウスの体温上昇中に、骨格筋をin vivo蛍光イメージングする正立顕微鏡システムの構築を行った。昨年度に実施した研究計画①の成果を生体内の骨格筋で可視化するために、遺伝子型の蛍光プローブを骨格筋に発現させるための実験系の構築に着手した。エレクトロポレーターを使用することで、骨格筋に安定的に遺伝子を導入することが可能となった。さらに、生きたマウスの骨格筋を乾燥させずに正立顕微鏡下で観察できるように工夫を加えた。A02班から提供されたプラスミドを骨格筋に発現させ、筋肉の最小単位であるサルコメアの可視化に成功した。現在、呼吸による動きを最小限に抑えるための改善を進めている。
さらに、前年度に実施した研究計画①の研究成果が評価され、4件の招待講演を行った(そのうち2件は国際学会)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

2年目の研究計画が順調に進捗している。また前年度の研究成果が評価され国際学会で招待講演を行ったため。

Strategy for Future Research Activity

A03班の個別の課題を推進する。また、引き続きA01班、A02班と連携して研究期間内に最大限の成果が得られるよう努める。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Trans-scale thermal signaling in biological systems2023

    • Author(s)
      Suzuki Madoka、Liu Chujie、Oyama Kotaro、Yamazawa Toshiko
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 174 Issue: 3 Pages: 217-225

    • DOI

      10.1093/jb/mvad053

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Heat-hypersensitive mutants of ryanodine receptor type 1 revealed by microscopic heating2022

    • Author(s)
      Oyama Kotaro、Zeeb Vadim、Yamazawa Toshiko、Kurebayashi Nagomi、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Murayama Takashi、Oyamada Hideto、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、Nishino Ichizo、Harada Yoshie、Fukuda Norio、Ishiwata Shin’ichi、Suzuki Madoka
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Issue: 32

    • DOI

      10.1073/pnas.2201286119

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mice with R2509C-RYR1 mutation exhibit dysfunctional Ca2+ dynamics in primary skeletal myocytes2022

    • Author(s)
      Tsuboi Yoshitaka、Oyama Kotaro、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Tachibana Toshiaki、Manome Yoshinobu、Kikuchi Emi、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、Nishino Ichizo、Mori Shuichi、Ishida Ryosuke、Kagechika Hiroyuki、Suzuki Madoka、Fukuda Norio、Yamazawa Toshiko
    • Journal Title

      Journal of General Physiology

      Volume: 154 Issue: 11

    • DOI

      10.1085/jgp.202213136

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Functional analysis of Ca2+ signaling in a mouse model of malignant hyperthermia2024

    • Author(s)
      Toshiko Yamazawa, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Kotaro Oyama, Madoka Suzuki
    • Organizer
      Biophysical Society 68th Annual Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 悪性高熱症モデルマウス骨格筋における細胞内Ca2+シグナリング2024

    • Author(s)
      山澤德志子
    • Organizer
      日本生理学会第101回記念大会 他学会連携委員会企画シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] モデル動物を用いた筋肉熱シグナリング破綻の個体解析2023

    • Author(s)
      山澤德志子
    • Organizer
      日本体力医学会特別大会-2023東京シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] MHモデルマウスにおける熱誘導性Ca2+放出機構と細胞内温度変化2023

    • Author(s)
      山澤德志子
    • Organizer
      生理研研究会「細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Dysfunctional muscle Ca2+-thermal signaling in MH model mice2023

    • Author(s)
      Toshiko Yamazawa, Kotaro Oyama, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Yoshitaka Tsuboi, Satoru Noguchi, Norio Fukuda, Madoka Suzuki
    • Organizer
      Gordon Research Conference, Muscle: Excitation-Contraction Coupling
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大気圧走査電子顕微鏡(ASEM)による組織における分泌顆粒のイメージング2023

    • Author(s)
      山澤德志子、佐藤主税
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第79回学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Dysfunctional muscle Ca2+-thermal signaling in malignant hyperthermia model mice.2023

    • Author(s)
      Toshiko Yamazawa
    • Organizer
      Australian Physiological Society (AuPS2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Characterization of type 1 ryanodine receptor knock-in mice with malignant hyperthermia-associated mutations.2023

    • Author(s)
      Toshiko Yamazawa
    • Organizer
      The 10th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] DYSFUNCTIONAL CA2+ DYNAMICS IN PRIMARY SKELETAL MYOCYTES FROM R2509C-RYR1 MICE2023

    • Author(s)
      Yoshitaka Tsuboi, Kotaro Oyama, Fuyu Kobirumaki-Shimozawa, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Toshiaki Tachibana, Yoshinobu Manome, Emi Kikuchi, Madoka Suzuki, Norio Fukuda, Toshiko Yamazawa
    • Organizer
      Biophysical Society 67rd Annual Meeting
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規モデル動物を用いた骨格筋における1型リアノジン受容体の機能解析2023

    • Author(s)
      山澤 德志子
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 骨格筋における熱によるカルシム放出2022

    • Author(s)
      山澤 德志子
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Dysfunctional muscle thermal signaling2022

    • Author(s)
      山澤 德志子
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2022-05-25   Modified: 2024-12-25  

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