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The importance of local Ca2+ control beneathe the T-tubule membrane in cardiomyocytes

Research Project

Project/Area Number 26702014
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionKawasaki Medical School

Principal Investigator

Ujihara Yoshihiro  川崎医科大学, 医学部, 助教 (80610021)

Research Collaborator MOHRI Satoshi  川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)
HASHIMOTO Ken  川崎医科大学, 医学部, 講師 (80341080)
HANASHIMA Akira  川崎医科大学, 医学部, 助教 (70572981)
KATANOSAKA Yuki  岡山大学, 大学院医歯(薬)学総合研究科, 助教 (60432639)
HONDA Takeshi  川崎医科大学, 医学部, 大学院生
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥23,270,000 (Direct Cost: ¥17,900,000、Indirect Cost: ¥5,370,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2014: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000)
Keywordsバイオメカニクス / メカノバイオロジー / メカノフィジオロジー / リモデリング / カルシウム / ホメオスタシス / T管膜 / 心不全 / Na+/Ca2+交換体 / T管 / 心筋細胞 / 細胞バイオメカニクス / Ca2+ / メカニカルストレス / NCX1 / 心筋リモデリング
Outline of Final Research Achievements

Transverse tubules (T-tubules) are invaginations of the sarcolemma and critical for cardiomyocyte contraction. Therefore, T-tubule disorganization is linked to decreased contractility in heart failure. However, the molecular details have remained unclear. Na+/Ca2+ exchanger (NCX1) is essential Ca2+ regulator of myocyte Ca2+ homeostasis and preferentially localized to T-tubule membrane. We found that NCX1 activity was depressed before T-tubule disorganization during the progression of heart failure induced by pressure overload. In addition, the recovery of depressed NCX1 activity by inducing NCX1 expression prevented T-tubule disorganization and heart failure progression. These results suggest that local Ca2+ control beneath the T-tubule membrane is crucial for the maintenance of myocyte structure and function, in which NCX1 has a pivotal role.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Complete primary structure of the I-band region of connectin at which mechanical property is modulated in zebrafish heart and skeletal muscle.2017

    • Author(s)
      Hanashima A, Hashimoto K, Ujihara Y, Honda T, Yobimoto T, Kodama A, Mohri S.
    • Journal Title

      Gene

      Volume: 596 Pages: 19-26

    • DOI

      10.1016/j.gene.2016.10.010

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of induced Na+/Ca2+ exchanger overexpression on the spatial distribution of L-type Ca2+ channels and junctophilin-2 in pressure-overloaded hearts.2016

    • Author(s)
      Ujihara Y, Mohri S, Katanosaka Y.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 480 Issue: 4 Pages: 564-569

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.10.090

    • NAID

      120006333886

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Induced NCX1 overexpression attenuates pressure overload-induced pathological cardiac remodelling2016

    • Author(s)
      Ujihara Y, Iwasaki K, Takatsu S, Hashimoto K, Naruse K, Mohri1 M, Katanosaka Y
    • Journal Title

      Cardiovasc Res

      Volume: 111(4) Issue: 4 Pages: 348-361

    • DOI

      10.1093/cvr/cvw113

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Left ventricular mechanics and myocardial calcium dynamicsin short-term and long-term hyperthyroid mice2015

    • Author(s)
      1)Sasae Y, Hashimoto K, Ujihara Y, Hanashima A, Honda T, Morita Y, Mohri S
    • Journal Title

      Kawasaki Medical Journal

      Volume: 41 Pages: 41-55

    • DOI

      10.11482/KMJ-E41(2)41

    • ISSN
      0385-0234, 2434-3404
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  • [Journal Article] Numerical Simulations of Tensile Tests of Red Blood Cells: Effects of the Hold Position2015

    • Author(s)
      Masanori Nakamura, Yoshihiro Ujihara
    • Journal Title

      Micro and Nanosystems

      Volume: 7 Issue: 3 Pages: 135-141

    • DOI

      10.2174/1876402908666160105235937

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Computational studies on strain transmission from a collagen gel construct to a cell and its internal cytoskeletal filaments2014

    • Author(s)
      Yoshihiro Ujihara, Masanori Nakamura, Masatsugu Soga, Kenichiro Koshiyama, Hiroshi Miyazaki, Shigeo Wada
    • Journal Title

      Computers in Biology and Medicine

      Volume: 56 Pages: 20-29

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2014.10.015

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      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • Organizer
      日本生理学会第94回大会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
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      2017-03-28
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      毛利 聡,花島 章,氏原 嘉洋,橋本 謙
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      日本生理学会第94回大会
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      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
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      2017-03-28
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      花島 章,橋本 謙,氏原 嘉洋,本田 威,児玉 彩,毛利 聡
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      日本生理学会第94回大会
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      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
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      2017-03-28
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      橋本 謙,児玉 彩,呼元 知子,本田 威,花島 章,氏原 嘉洋,毛利 聡
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      日本生理学会第94回大会
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      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
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      2017-03-28
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      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • Organizer
      第29回バイオエンジニアリング講演会
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      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-19
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  • [Presentation] Relationship between heart evolution and elastic structure of connectin in vertebrate2016

    • Author(s)
      Akira Hanashima, Ken Hashimoto, Yoshihiro Ujihara, Takeshi Honda, Tomoko Yobimoto, Aya Kodama, Satoshi Mohri
    • Organizer
      The 22nd International congress of zoology
    • Place of Presentation
      Okinawa Convention Center (Ginowan-city, Okinawa))
    • Year and Date
      2016-11-14
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      2016 Annual Research Report
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  • [Presentation] 哺乳類と鳥類の心臓は独立して進化し、同じ形に辿り着いた:バネ分子コネクチンによる心室機械特性からの考察2016

    • Author(s)
      毛利 聡、花島 章、本田 威、氏原 嘉洋、橋本 謙
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      第68回日本生理学会中国四国地方会
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      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2016-11-05
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      花島 章、橋本 謙、氏原 嘉洋、本田 威、呼元 知子、児玉 彩、毛利 聡
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      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都目黒区)
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      2016-08-25
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      毛利 聡、花島 章、氏原 嘉洋、橋本 謙
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-08-25
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      橋本 謙, 本田 威, 花島 章, 氏原 嘉洋, 毛利 聡
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      第55回日本生体医工学会大会
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      富山国際会議場(富山県富山市)
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      2016-05-27
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  • [Presentation] 心不全進行過程におけるNa+/Ca2+交換体の強制発現が心筋細胞の微細構造に及ぼす影響2016

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      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • Organizer
      第55回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-05-26
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      花島 章、橋本 謙、氏原 嘉洋、本田 威、呼元 知子、毛利 聡
    • Organizer
      第55回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-05-26
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  • [Presentation] 圧力負荷による心不全進行過程のT管リモデリングにおけるNCX1の役割2016

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      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
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      第93回日本生理学会大会
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      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
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      橋本謙, 本田威, 花島章, 氏原嘉洋, 毛利聡
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      第93回日本生理学会大会
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      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
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      2016-03-22
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  • [Presentation] 冠循環及び類洞循環を持つ脊椎動物の心臓における心筋コネクチンの弾性構造2016

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      花島章, 橋本謙, 氏原嘉洋, 本田威, 呼元知子, 毛利聡
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
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      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-22
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 心筋細胞におけるTRPV2を介したメカニカルシグナル経路2016

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      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • Organizer
      日本機械学会 第28回バイオエンジニアリング講演会
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      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-01-09
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋細胞のMechanotransductionを介したエネルギー管理の可能性2015

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      氏原 嘉洋, 片野坂 友紀
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      第三回若手による骨格筋研究会
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      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-11-24
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  • [Presentation] 新生児培養心筋細胞の介在板形成と筋成熟化におけるTRPV2の役割2015

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      氏原 嘉洋, 毛利 聡, 成瀬 恵治, 片野坂 友紀
    • Organizer
      第67回日本生理学会中国四国地方会
    • Place of Presentation
      米子コンベンションセンター(鳥取県米子市)
    • Year and Date
      2015-10-24
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 生理的な力学情報を利用した心機能を維持する仕組み2015

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      氏原 嘉洋
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      バイオメクフォーラム21 第77回研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2015-07-04
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 成体マウス心臓の機能維持におけるTRPV2の役割2015

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      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • Organizer
      第54回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-05-07
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 周産期における心筋タイチンのアイソフォーム転換機構の解析2015

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      橋本 謙, 氏原 嘉洋, 毛利 聡
    • Organizer
      第54回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-05-07
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      氏原 嘉洋
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      日本生体医工学会 第153回バイオメカニクス研究会
    • Place of Presentation
      川崎医科大学 (岡山県倉敷市)
    • Year and Date
      2015-02-06
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Ca2+ handling の是正による筋機能の維持 ~新しい心不全治療ターゲットとしてのNCX1~2014

    • Author(s)
      氏原 嘉洋, 片野坂 友紀
    • Organizer
      第二回 若手による骨格筋細胞研究会
    • Place of Presentation
      コープイン京都 (京都府京都市)
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-05
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] The critical role of Na+/Ca2+ exchanger on the maintenance of T-tubule structure2014

    • Author(s)
      Yoshihiro Ujihara, Satoshi Mohri, Yuki Katanosaka
    • Organizer
      18th European BioEnergetics Conference
    • Place of Presentation
      The campus of the Faculty of Sciences (Lisobon, Portugal)
    • Year and Date
      2014-07-12 – 2014-07-17
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Translocation of desmin from intercalated discs in TRPV2-deficient myocytes2014

    • Author(s)
      Yuki Katanosaka, Yoshihiro Ujihara, Satoshi Mohri
    • Organizer
      Intermediate Filaments in Neuromuscular Disorders - Satellite Workshop to ICNMD2014
    • Place of Presentation
      Nice Acropolis Convention Center (Nice, France)
    • Year and Date
      2014-07-06
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    • Author(s)
      氏原 嘉洋, 岩崎 慶一朗, 高津 理美, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • Organizer
      第53回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター (宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2014-06-24 – 2014-06-26
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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 心不全の進行を抑制する分子を特定

    • URL

      http://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id399.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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