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ミトコンドリアによる心自動能制御メカニズムの多階層解析

Publicly Offered Research

Project AreaEstablishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
Project/Area Number 25136707
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

竹内 綾子  福井大学, 医学部, 特命助教 (00378704)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywords洞房結節 / 自動能 / ミトコンドリア / 筋小胞体
Outline of Annual Research Achievements

ミトコンドリアを介した洞房結節自動能制御のメカニズムを明らかにすることを目的として、平成26年度は以下の検討を行った。
単離した洞房結節を用いて、洞房結節細胞の電子顕微鏡像を取得した。その結果、ミトコンドリアと筋小胞体の面積比はそれぞれ約15%、4%であった。また、ほぼ全てのミトコンドリアが筋小胞体と近接していた。一方、筋小胞体の約35%がミトコンドリアと近接していた。さらに、3D-SEMを用いて洞房結節細胞の三次元立体構築を行い、洞房結節細胞においてはT管がほとんど発達していないことを確認した。
上記実験データをもとに、ミトコンドリアと筋小胞体の面積比、両オルガネラの近接する割合などを、前年度構築した2種類の簡易洞房結節細胞モデルに導入し、精緻化した。シミュレーション解析から、ミトコンドリアNa-Ca交換輸送体NCLXの自動能発生における寄与を調べた。その結果、Caクロックで駆動されるモデルではNCLXはリズムを促進したのに対し、膜クロックで駆動されるモデルではNCLXの効果がなかった。Caクロックで駆動されるモデルでは、細胞膜直下のsubsarcolemmal spaceに全ての筋小胞体が局在すると仮定している。洞房結節ではT管がほとんど発達していないことを考え合わせると、実際の洞房結節細胞ではミトコンドリアNCLXのリズム発生における寄与はほとんどないと考えられた。
以上の成果を学会発表するとともに、総説として論文発表した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] The destiny of Ca2+ released by mitochondria2015

    • Author(s)
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • Journal Title

      The Journal of Physiological Sciences

      Volume: 65 Issue: 1 Pages: 11-24

    • DOI

      10.1007/s12576-014-0326-7

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 心筋自動能発生におけるミトコンドリアNa+-Ca2+交換輸送体NCLXの役割2014

    • Author(s)
      竹内綾子、松岡達
    • Journal Title

      心電図

      Volume: 34 Pages: 69-81

    • NAID

      130005090813

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The mitochondrial Na^+-Ca^<2+> exchanger, NCLX, regulates automaticity of HL-1 cardiomyocytes2013

    • Author(s)
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 2766-2766

    • DOI

      10.1038/srep02766

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 洞房結節細胞におけるミトコンドリア―筋小胞体クロストークの役割2015

    • Author(s)
      竹内綾子, 堀口和秀, 飯野哲, 深澤有吾, 松岡達
    • Organizer
      第92回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場・展示場(神戸)
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] HD physiological analysis of mechanisms underlying generation of cardiac automaticity via mitochondria2015

    • Author(s)
      Takeuchi A, Matsuoka S
    • Organizer
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Area “HD Physiology” The Final HD Physiology Symposium
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター(大阪)
    • Year and Date
      2015-03-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ミトコンドリアによる心自動能制御メカニズムの多階層解析」2015

    • Author(s)
      竹内綾子, 松岡達
    • Organizer
      新学術領域「多階層生体機能学 HD Physiology最終成果報告会
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター(大阪)
    • Year and Date
      2015-03-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス洞房結節細胞におけるミトコンドリア―筋小胞体の構造的・機能的クロストーク解析2014

    • Author(s)
      竹内綾子,松岡達
    • Organizer
      第61回中部日本生理学会
    • Place of Presentation
      名古屋市立大学(名古屋)
    • Year and Date
      2014-11-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 洞房結節細胞におけるミトコンドリア-筋小胞体のクロストーク:シミュレーション解析2014

    • Author(s)
      松岡達、竹内綾子
    • Organizer
      生理学研究所研究会
    • Place of Presentation
      生理学研究所(岡崎)
    • Year and Date
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Mitochondrial Na-Ca exchanger NCLX-mediated mitochondria-sarcoplasmic reticulum Ca crosstalk and cardiomyocyte automaticity2014

    • Author(s)
      Takeuchi A, Matsuoka S
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学 (鹿児島市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mitochondria-endoplasmic/sarcoplasmic reticulum Ca crosstalk and cellular function2014

    • Author(s)
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学 (鹿児島市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 洞房結節細胞自動能におけるミトコンドリアNCLXの寄与―シミュレーション解析2013

    • Author(s)
      竹内綾子,松岡達
    • Organizer
      生理学研究所研究会
    • Place of Presentation
      生理学研究所 (岡崎市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] システム生理学研究による細胞内イオンダイナミクス―細胞生理機能連関の包括的理解2013

    • Author(s)
      竹内綾子,松岡達
    • Organizer
      第7回 次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス (仙台市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mitochondria-sarcoplasmic reticulum Ca2+ communication on the rhythmicity of sinoatrial node cells2013

    • Author(s)
      Matsuoka S, Takeuchi A
    • Organizer
      2013 Cardiac Physiome Workshop
    • Place of Presentation
      Bar Harbor (アメリカ合衆国)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Contribution of mitochondrial Na+-Ca2+ exchanger, NCLX, in making the cardiac rhythmicity. A combination study of experiments and simulations2013

    • Author(s)
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • Organizer
      The 2nd HD Physiology International Symposium: Multi-Level Systems Biology
    • Place of Presentation
      明治安田生命ビル4階 My Plazaホール (東京都千代田区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Theoretical analysis of mitochondrial NCX-mediated regulation of automaticity in sinoatrial node cells2013

    • Author(s)
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • Organizer
      The 2nd HD Physiology International Symposium: Multi-Level Systems Biology
    • Place of Presentation
      明治安田生命ビル4階 My Plazaホール (東京都千代田区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 生理学実習書2013

    • Author(s)
      松岡達、竹内綾子
    • Total Pages
      296
    • Publisher
      南江堂
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 福井大学医学部統合生理学ホームページ

    • URL

      http://isphysio.med.u-fukui.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 福井大学医学部統合生理学ホームページ

    • URL

      http://isphysio.med.u-fukui.ac.jp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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