ミトコンドリアの変化が筋小胞体カルシウム・スパークと不整脈の発生に与える影響
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22K06839
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48020:Physiology-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三浦 昌人 東北大学, 医学系研究科, 教授 (30302110)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 遥 東北大学, 医学系研究科, 助教 (90803883)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | コネキシン43 / ミトコンドリア / カルシウム / 活性酸素 / 不整脈 |
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| Outline of Research at the Start |
ミトコンドリアは心室筋容積の約30％を占めているものの、不整脈発生における役割は不明な点が多い。研究代表者は、ミトコンドリア内膜のコネキシン(Cx)43の薬物的阻害あるいは遺伝的欠損がスパーク頻度を増加させ、催不整脈性を亢進させることを報告している。本申請では、このような筋小胞体へのミトコンドリア変化の情報伝達が、メッセンジャー的物質を介するのか、それとも直接行われるのかの解明を目指す。心筋特異的Cx43欠損マウスと心筋特異的ミトコンドリア・カルシウム・ユニポーター欠損マウスを用いて、細胞内及びミトコンドリア内のカルシウム濃度や活性酸素とスパーク頻度との関係を記録する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
心筋特異的Cx43欠損マウスは、Cx43flox/floxマウスとα-myosin heavy chain (Myh6)-cre+/-マウスを交配することにより作製した。心筋特異的Cx43欠損マウスではミトコンドリア内膜においてCx43が発現していなかった。両群マウスの右心室より多細胞心室筋（トラベクラ）を摘出し、ジギトニン灌流により、skinned fiberを作製した。
1) ミトコンドリア内カルシウムの測定： 両群マウス多細胞心室筋におけるミトコンドリア内カルシウムはrhod-2蛍光を用いて記録した。両群マウスにおいて、カルシウム濃度を80、200、400、1000、2700nMへと上昇させることにより、rhod-2蛍光は有意に上昇した（p<0.01）。このrhod-2蛍光の上昇の程度は、Cx43欠損マウスでは、コントロールマウスに比べて有意に大きかった（p<0.05）。更に、このCx43欠損マウスにおけるrhod-2蛍光の上昇は、ジアゾキサイドにより抑制された。
2)ミトコンドリア膜電位の測定： 両群マウス多細胞心室筋におけるミトコンドリア膜電位はJC-1蛍光を用いて記録した。カルシウム濃度を80、200、400、1000、2700nMへと上昇させることにより、Cx43欠損マウスでは、JC-1蛍光比（赤色/緑色）は上昇、つまり、膜電位は過分極を示した。このJC-1蛍光比の上昇は、ジアゾキサイドにより抑制された。また、コントロールマウスにおいてはカルシウム濃度の上昇によるJC-1蛍光比の上昇はみられなかった。
3)ミトコンドリア内活性酸素の測定： コントールマウス多細胞心室筋におけるミトコンドリア内活性酸素はMitoSOX Red蛍光を用いて記録した。カルシウム濃度の上昇により、コントールマウスにおけるMitoSOX Red蛍光は変化しなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナ感染が終息に向かったことにより、研究室への入室制限や研究時間の制限が次第に解除されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミトコンドリア単離キット（BIOCHAIN）を用いて、心筋特異的Cx43欠損マウスとコントールマウスの心室筋からミトコンドリアの単離を行う。ミトコンドリアへのカルシウム流入の抑制（Ru360）と排出の抑制(CGP37157)によるミトコンドリア内カルシウム（rhod-2）、膜電位変化(JC-1)、ROS産生の変化(MitoSOX Red)を両群マウスで記録する。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Mitochondrial connexin43 and mitochondrial KATP channels modulate triggered arrhythmias in mouse ventricular muscle2023
Author(s)
Sato H,, Nishiyama M, Morita N, Satoh W, Hasegawa T, Someya Y, Okumura T, Koyama S, Shindoh C, Miura M
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Journal Title
Pflugers Arch
Volume: 475
Issue: 4
Pages: 477-488
DOI
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Peer Reviewed
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