Maintenance of Cardiac plasticity via Membrane Critical Field Regulation by TRPV2

• Project Area: Resilience Biology -What are the molecular mechanisms that support the resilience of life?-
• Project/Area Number: 23H03858
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (III)
• Research Institution: Kinjo Gakuin University
• Principal Investigator: 片野坂 友紀 金城学院大学, 薬学部, 准教授 (60432639)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥36,660,000 (Direct Cost: ¥28,200,000、Indirect Cost: ¥8,460,000); Fiscal Year 2025: ¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000); Fiscal Year 2024: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000); Fiscal Year 2023: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
• Keywords: 骨格筋 / 心臓 / TRPV2 / Ca / メカニカルストレス / しなやかさ / ノックアウトマウス / 合胞体形成機構 / 心組織 / 心筋細胞 / 細胞のしなやかさ / 細胞骨格

Outline of Research at the Start

心臓は、絶えず変化し続ける血行動態をしなやかにかわしてポンプ機能を維持する。本研究では、このような心臓のしなやかさは、心筋細胞間連絡（介在板）のフレキシビリティに支えられていると仮定して、TRPV2を『しなやかさメディエーター』と位置づけ、心筋細胞のしなやかさを維持するしくみを解明する。

Outline of Annual Research Achievements

心臓は、絶えず変化し続ける血行動態をしなやかにかわしてポンプ機能を維持する。このような心臓のしなやかさは、心筋細胞の形や機能を変える高い環境応答能力はもとより、心筋細胞間連絡（介在板）のフレキシビリティに支えられている。申請者は、心筋細胞メカノセンサーTRPV2が、介在板構造や機能の調節を介して、心組織の合胞体機能と細胞の高いストレス応答能を制御することを示した（Katanosaka, Nat Commun 2014）。これらの実験的事実より、TRPV2を心臓の『しなやかさメディエーター』として位置づけ、心筋細胞の膜臨界場の形成を介した合胞体形成機構を明らかにすることを通して、心筋細胞のしなやかさを維持するしくみを解明する。本年度は、マウス新生児培養心筋細胞を用いて、介在板形成と細胞成熟がTRPV2依存的であることを示した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

心臓特異的なTRPV2コンディショナルノックアウトマウスおよびTRPV2欠損心筋細胞を用いて、心組織の合胞体機能の獲得および心筋細胞の形態・機能的成熟にTRPV2が必須であることを示したため。

Strategy for Future Research Activity

心臓の機能的成熟に必須のT管膜形成や心不全発症時のT管膜崩壊について、脂質の組成変化の視点から、計画班間で共同研究を実施する。また、TRPV2に依存した心筋細胞の運動能と細胞骨格動態変化を解析する。

Research Products

• [Presentation] The role of cardiac TRPV2 in physiology and pathophysiology (2023)
  • Author(s): Yuki Katanosaka
  • Organizer: 第62回 日本生体医工学会
  • Invited
• [Presentation] 心筋細胞のしなやかさの鍵を握る細胞成熟度とゴルジ-微小管ネットワーク (2023)
  • Author(s): 片野坂友紀
  • Organizer: 第46回 日本分子生物学会 フォーラム
  • Invited
• [Presentation] Role of TRPV2 in the organization of cardiac plasticity (2023)
  • Author(s): Yuki Katanosaka
  • Organizer: 第97回 日本薬理学会
  • Invited
• [Presentation] TRPV2 is crucial for the maturation of Ca2+ handling in neonatal cardiomyocyte (2023)
  • Author(s): Dong Yubin, Guohao Wang, Chen Yanzu, Kimiaki Katanosaka, Keiji Naruse, Yuki Katanosaka
  • Organizer: 第101回 日本生理学会
• [Presentation] The role of muscle satellite cells in muscle hypertrophy (2023)
  • Author(s): Chen Yanzu, Dong Yubin, Kimiaki Katanosaka, Keiji Naruse, Yuki Katanosaka
  • Organizer: 第101回 日本生理学会
• [Presentation] 筋を対象としたCalcium imagingによるメカノセンサーTRPV2の生理機能の解析 (2023)
  • Author(s): 片野坂 公明, 片野坂 友紀
  • Organizer: 日本体力医学会特別大会－2023東京シンポジウム
  • Invited