| Project/Area Number |
20K22922
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0903:Organ-based internal medicine and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
神窪 謙太 大阪大学, 医学系研究科, 特任研究員 (90883653)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2021-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 肥大型心筋症 / サルコメア / ミオシン / ミオシン調節軽鎖 |
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| Outline of Research at the Start |
肥大型心筋症（HCM）の病態発症機序として心筋ミオシンIIの構造変化によるATP消費と収縮性の異常が注目されている。SRX(super-relax)状態のミオシンIIはATPase活性が極端に低く、かつ張力発生に関与できないため、その変化はHCMで認めるATP消費と収縮性の異常を説明できる。しかし、大部分のHCM変異におけるSRXの関与は未だ不明である。本研究ではhyper-, hypo-contractileを示すMLC2変異HCMにおけるSRX状態の変化を検討すると同時に、SRXとDRX(disordered-relax)間の移行に関与するMLC2リン酸化の生理的役割について検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝性肥大型心筋症(HCM)では、過剰収縮性を獲得する変異(hyper-contractile変異)のみでなく、収縮性が低下する変異(hypo-contractile変異)の相反する表現系が存在する。特にミオシン重鎖(MHC-β)の変異ではhyper-contractile変異が多く、ミオシン調節軽鎖(MLC2)の変異ではhypo-contractile変異の報告が多い。本研究では、これらの変異に基づくミオシン分子の構造(SRX/DRX)や収縮性、エネルギー消費の変化を同時に観察するため、種々の実験系構築に着手した。
まず、本研究を遂行する上で必須となる、HCM変異をノックインしたiPS細胞由来心筋細胞株の作製を試みた。CRISPR-Cas9システムを用いることで、MHC-β変異(R403Q, F764L)及びMLC2変異(R403Q, R58Q)を導入した細胞株を樹立した。次に、ミオシン分子におけるSRX/DRXの存在比率を捉えるため、蛍光標識ヌクレオチドであるMant-ATPを心筋細胞に導入し、タイムラプスイメージングによってリアルタイムでの評価を可能とした。最後に、心筋細胞の収縮性を定量的に評価するため、高速撮影機能を備えたセルモーションイメージングシステムSI8000を用いて、発生張力と相関する細胞変形距離を測定するシステムと、直接的に培養心筋細胞の発生張力を測定できるcell force assayの2つの収縮測定系を確立した。今後は、変異導入したiPS細胞由来心筋細胞を用いることで、同時に確立してきた収縮・代謝系により機能評価を進める予定である。
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