疑似上陸環境で飼育したカエルの多階層的心臓解析から考える心臓進化戦略転換の起点
| Project/Area Number |
22K20506
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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 |
0403:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 愛 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00963464)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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 | 脊椎動物 / 上陸 / 心室 / 拡張機能 / 重力 / 心臓 / 両生類 / バイオメカニクス |
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| Outline of Research at the Start |
心室への血液流入量を規定する拡張機能は，臨床的に注目されているが，その理解は遅れている．申請者は，脊椎動物の進化の過程で拡張機能が低下した可能性を見出した．しかし，拡張機能の低下を惹起した外的要因や内在的なメカニズムは依然として不明である．本研究では，拡張機能の低下をもたらした起点として上陸に着目し，それに伴う環境変化が心室の拡張機能に与える影響を詳らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，“脊椎動物の上陸が心臓の拡張機能低下の外的要因であったのか”という問いに答える進化バイオメカニクス研究である．昨年度は疑似上陸環境での飼育環境の構築，動物モデルの作製を検討したものの，想定を超える難易度であったため，飼育が予定通りに進行しなかった．そのため，生息環境によって重力負荷が心臓に与える影響が異なる可能性が高いヘビを用いて，重力負荷の増大が臓器レベルの心室の拡張機能に及ぼす影響を調べた．ヘビは，生息環境によって心臓の位置が異なり，樹上棲のヘビの心臓相対位置は地表棲より頭に近いことが報告されている（Seymour and Lillywhite, 1976）．樹上棲のヘビは木に登る際，重力に逆らって心臓から脳まで血液を送る必要があり，生息環境による重力負荷の違いがヘビの血液循環に大きな影響を及ぼしている可能性が高い．そこで，昨年度は，地表棲と樹上棲のヘビ心室の臓器レベルの拡張機能と構造の違いの調査を行った．その結果，地表棲と樹上棲のヘビの心室硬さの間に有意な差はなく，心室壁の緻密層厚さも同程度であることが示唆された．しかしながら，調べた2種のヘビの心臓相対位置にあまり違いがなかったことから，地表棲と樹上棲の環境における重力負荷の影響の違いは，水棲から陸棲へと上陸する際に変化する重力負荷と比較して小さく，心室の拡張機能には大きな影響を及ぼさない可能性が考えられる．そのため，現在は疑似上陸動物モデルの作製に加えて，カエルとは異なる両生類を用いて，変態（幼体（水棲）から成体（陸棲））過程の心室の拡張機能の解析も進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の予定であった疑似上陸動物モデルを用いた検証は遅れているため，研究計画とは異なる実験系で研究目的の達成を目指した．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り疑似上陸動物モデルの作製・拡張機能の調査を行うとともに，生息環境の異なる両生類（カエル）心室のRNA解析を行うことで，ゲノム科学の観点から，陸棲生活に適応する過程における重要な因子を見出したいと考えている．
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
