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Elucidation of the regulation mechanism of cardiac biomechanics by focusing on TRPC channels

Research Project

Project/Area Number 21K15338
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 48020:Physiology-related
Research InstitutionNagoya City University (2022-2023)
Asahikawa Medical College (2021)

Principal Investigator

Yamaguchi Yohei  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (40831912)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsメカノバイオロジー / フランク・スターリング機構 / TRPCチャネル / 心筋細胞 / 亜鉛 / TRPC / バイオメカニクス / TRPチャネル / メカニカルストレス / 機械受容チャネル
Outline of Research at the Start

心臓の収縮・弛緩に伴う伸展や圧力といったメカニカルストレスは、心筋の動的バイオメカニクスを大きく変化させる。しかし、伸展というメカニカルストレスが心筋の収縮力を時空間依存的に制御するメカニズムの全容は未だ明らかではない。本研究では、機械受容チャネルであるTRPC6に着目し、マウス心臓から単離した心筋細胞への伸展負荷実験やマウス生体を用いた容量負荷心臓モデル実験でのTRPC6の遺伝子欠損による影響を詳細に調べることで、急性伸展刺激により心筋で誘発されるフランク・スターリング現象の分子制御メカニズムを解き明かす。

Outline of Final Research Achievements

Mechanical stress during cardiac contraction alters the dynamic biomechanics of the heart, but the regulatory mechanisms are not fully understood. In the present study, we focused on the mechanosensitive ion channel TRPC6 and investigated the molecular mechanisms of the stretch-induced cardiac contractile response (Frank-Starling mechanism). Our data show that TRPC6 contributes to the regulation of the Frank-Starling mechanism by controlling intracellular zinc concentration using isolated cardiomyocytes and volume-loaded mouse models.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生理的な心臓において、TRPC6は細胞内亜鉛濃度を制御し、心筋の収縮力増大機構を抑制的に制御していると考えられる。そのため、TRPC6に対する特異性が高く心毒性が少ない阻害剤が開発できれば、TRPC6の阻害により心筋の細胞胞内亜鉛濃度を増大させ、収縮力を増大する新規作用機序の強心薬開発につながる可能性がある。これまでの強心薬では成し遂げられなかった心不全の生命予後を大きく改善する強心薬開発につながることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 高圧力顕微鏡による心筋細胞の収縮イメージング2023

    • Author(s)
      西山 雅祥,山口 陽平,金子 智之,森松 賢順
    • Journal Title

      細胞

      Volume: 55 Pages: 1134-1136

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of High Hydrostatic Pressure on Cardiomyocytes2023

    • Author(s)
      YAMAGUCHI Yohei、MORIMATSU Masatoshi
    • Journal Title

      Seibutsu Butsuri

      Volume: 63 Issue: 5 Pages: 261-262

    • DOI

      10.2142/biophys.63.261

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Afterコロナ,After北海道2023

    • Author(s)
      山口陽平
    • Journal Title

      日本生理学会雑誌

      Volume: 85 Pages: 64-65

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Myocardial TRPC6-mediated Zn2+ influx induces beneficial positive inotropy through beta-adrenoreceptors.2022

    • Author(s)
      Oda S, Nishiyama K, Furumoto Y, Yamaguchi Y, Nishimura A, Tang X, Kato Y, Numaga-Tomita T, Kaneko T, Mangmool S, Kuroda T, Okubo R, Sanbo M, Hirabayashi M, Sato Y, Nakagawa Y, Kuwahara K, Nagata R, Iribe G, mori Y, Nishida M.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 6374-6374

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34194-9

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High hydrostatic pressure induces slow contraction in mouse cardiomyocytes2022

    • Author(s)
      Yamaguchi Yohei、Nishiyama Masayoshi、Kai Hiroaki、Kaneko Toshiyuki、Kaihara Keiko、Iribe Gentaro、Takai Akira、Naruse Keiji、Morimatsu Masatoshi
    • Journal Title

      Biophysical Journal

      Volume: 121 Issue: 17 Pages: 3286-3294

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2022.07.016

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hereditary Xerocytosis: Differential Behavior of PIEZO1 Mutations in the N-Terminal Extracellular Domain Between Red Blood Cells and HEK Cells2021

    • Author(s)
      Yamaguchi Yohei、Allegrini Benoit、Rapetti-Mauss Raphael、Picard Veronique、Garcon Loic、Kohl Peter、Soriani Olivier、Peyronnet Remi、Guizouarn Helene
    • Journal Title

      Frontiers in Physiology

      Volume: 12

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.736585

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] TRPC6 modulates Zinc mobilization to regulate stretch-induced increases in myocardial contractility2024

    • Author(s)
      Yohei Yamaguchi, Toshiyuki Kaneko, Keiji Naruse, Gentaro Iribe, Susumu Ohya
    • Organizer
      The 2024 Biophysical Society Annual Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウス心筋細胞におけるTRPC6による力学特性の制御機構2023

    • Author(s)
      山口 陽平,金子 智之,成瀬 恵治,大矢 進,入部 玄太郎
    • Organizer
      第17回トランスポーター研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス心筋細胞の力学特性に対するTRPC6ノックアウトの影響2023

    • Author(s)
      山口 陽平,金子 智之,成瀬 恵治,大矢 進,入部 玄太郎
    • Organizer
      生理学研究所研究会「TRP研究会2023」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス心筋のTRPC6によるZn2+を介した伸展誘発性収縮力増加反応の制御2023

    • Author(s)
      山口 陽平,金子 智之,入部 玄太郎,大矢 進
    • Organizer
      第97回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Suppression of TRPC6 augments Frank-Starling mechanism in mouse cardiomyocyte2023

    • Author(s)
      Yohei Yamaguchi, Kaneko Toshiyuki, Iribe Gentaro
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Potential role of TRPC6 channels on single cell mechanics in mouse cardiomyocytes2022

    • Author(s)
      Yohei Yamaguchi, Toshiyuki Kaneko, Keiji Naruse, Gentaro Iribe
    • Organizer
      9th World Congress of Biomechanics 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高静水圧で誘発されるマウス心筋細胞の緩徐な収縮現象2022

    • Author(s)
      山口陽平, 西山雅祥, 甲斐寛彬, 金子智之, 貝原恵子, 入部玄太郎, 高井章, 成瀬恵治, 森松賢順
    • Organizer
      第102回 日本生理学会北海道地方会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] マウス心筋細胞で認める高静水圧誘発性緩徐収縮2022

    • Author(s)
      Yohei Yamaguchi, Masayoshi Nishiyama, Hiroaki Kai, Toshiyuki Kaneko, Keiko Kaihara, Gentaro Iribe, Akira Takai, Keiji Naruse, Masatoshi Morimatsu
    • Organizer
      第60回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] マウス心筋細胞における伸展誘発性張力変化現象におけるTRPC6の役割2022

    • Author(s)
      山口陽平, 金子智之, 入部玄太郎
    • Organizer
      第99回日本生理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 高静水圧で誘発される心筋細胞の緩徐な収縮現象2022

    • Author(s)
      山口陽平, 西山雅祥, 甲斐廣彬, 金子智之, 入部玄太郎, 成瀬恵治, 森松賢順
    • Organizer
      生体運動研究合同班会議2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 高圧力により誘発される心筋細胞の非典型的収縮2021

    • Author(s)
      山口陽平, 西山雅祥, 金子智之, 入部玄太郎, 成瀬恵治, 森松賢順
    • Organizer
      第59回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 高圧力下で誘起される心筋細胞の収縮運動2021

    • Author(s)
      山口陽平, 西山雅祥, 金子智之, 入部玄太郎, 成瀬恵治, 森松賢順
    • Organizer
      第62回高圧討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 名古屋市立大学大学院医学研究科薬理学分野ホームページ

    • URL

      http://www.med.nagoya-cu.ac.jp/pharma.dir/index.html

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 旭川医科大学生理学講座自律機能分野ホームページ

    • URL

      https://www.asahikawa-med.ac.jp/dept/mc/phys1/index.html

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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