2018 Fiscal Year Annual Research Report
重力変化を含む力学的ストレスに対するメカノセンシング機構
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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15H05936
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
成瀬 恵治 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40252233)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽我部 正博 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (10093428)
小林 剛 名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (40402565)
高橋 賢 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (50432258)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 宇宙 / 宇宙生物学 / 宇宙医学 / メカノバイオロジー / 重力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．細胞の重力応答の観察：回転蛍光顕微鏡はほぼ完成し、現在小型化を目指している。Preliminary実験として回転中及び数十分程度の回転刺激に対する細胞形態変化のイメージングに成功した。解像度が未だ十分でないためにオルガネラの変位の観察までは至っていない。
２．細胞の重力応答における機械刺激受容チャネルの役割：微小重力環境下でのそのYAPの活性低下に機械刺激受容チャネルとして機能する非選択的陽イオンチャネルTRPV4（Transient Receptor Potential Channel V4）活性が関与するのか、検討した。その結果、薬理学的にTRPV4を活性化させると模擬微小重力環境によるYAPシグナル活性の低下が抑えられた。一方、TRPV4発現を抑制すると、重力の強さに依らずYAPシグナル活性が低下した。それらの結果から間葉系幹細胞の重力感知においてYAPの上流でTRPV4が働いていることが示された。１g の重力環境ではTRPV4からカルシウムイオンが流入しYAPシグナルを活性化するのに対し、（模擬）微小重力環境ではTRPV4の活性が抑えられYAPシグナル活性も低下している可能性がある。
３．心筋細胞における伸展刺激の感受機構：無重力環境において、心循環器系のデコンディショニングが起こることは広く知られている。我々は、ラット心筋細胞株H9c2を用い、伸展誘発性の細胞内カルシウムイオン濃度上昇に影響を及ぼす因子の特定を試みた。心筋細胞に一般に発現しているL型カルシウムチャネルの機能を薬理学的に阻害したところ、伸展誘発性カルシウム応答の著しい減弱が認められた。この現象は、RNAiにより同チャネルの発現を抑制した場合にも同様に認められた。さらに、ラットの摘出心臓標本においても、L型カルシウムチャネルの薬理学的阻害は心臓の機械感受性に影響を及ぼした。
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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
重力を感知する機構として、従来より知られていたYAP/TAZ系に加え、重力センサーの候補としてtransient receptor potential cation channel subfamily V member 4 (TRPV4)を見出したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．細胞の重力応答の観察
細胞形態変化のイメージングに成功したが、核などのオルガネラ変位を観測するために解像度の更なる上昇とLEDの輝度向上、小型化に向けた光学系の見直しを行う。
２．細胞の重力応答におけるストレス線維の影響
微小重力環境感知に関する仮説の検証を進めるとともに、筋細胞など他の細胞種における重力感知におけるチャネルの関与を検討する。
３．心筋細胞における伸展刺激の感受機構
ラット心筋細胞株に見られたL型カルシウムチャネルを介した機械感受性応答が、ヒトにおいても見られるかをiPS心筋細胞を用いて検証する。
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Research Products
(33 results)
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[Journal Article] L-type calcium channel modulates mechanosensitivity of the cardiomyocyte cell line H9c22019
Author(s)
Ken Takahashi, Shogo Hayashi, Mari Miyajima, Marei Omori, Jing Wang, Keiko Kaihara, Masatoshi Morimatsu, Chen Wang, Jian Chen, Gentaro Iribe, Keiji Naruse, Masahiro Sokabe
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Journal Title
Cell Calcium
Volume: 79
Pages: 68-74
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Reactive oxygen species upregulate expression of muscle atrophy-associated ubiquitin ligase Cbl-b in rat L6 skeletal muscle cells2018
Author(s)
Uchida T, Sakashita Y, Abe T, Kohno S, Hirasaka K, Ohno A, Nakao R, Higashitani A, Higashibata A, Ishioka N, Rudwill F, Kobayashi T, Okumura Y, Choi I, Oarada M, Mills EM, Kondo S, Takeda S, Ishihara N, Tanaka E, Tanaka K, Sokabe M, Nikawa T
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Journal Title
Am J Physiol: Cell Physiol
Volume: 314(6)
Pages: C721-731
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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