2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Molecular Science for Nanomedicine |
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| Project/Area Number |
23107003
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
福田 紀男 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (30301534)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
照井 貴子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (10366247)
小比類巻 生 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (40548905)
大山 廣太郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, その他 (70632131)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生理学 / 細胞・組織 / 分子イメージング / ナノバイオ / 循環器・高血圧 / 再生医学 / 生物物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H27年度、細胞および個体のレベルで研究を行った。
（Ⅰ）心筋細胞実験：我々は、ラットの幼若心筋細胞のZ線にGFPを発現させ、心筋細胞内のサルコメアの挙動を3 nmの精度で測定することに成功している（SL nanometry）。H27年度、SL nanometryを赤外（IR）レーザー（波長：1455 nm）による熱刺激法と組み合わせ、体温よりもわずか~1°C高い条件において高速（~10 Hz）のサルコメア振動（HSOs）が惹起されることを見出した。HSOsはCa依存性の心筋収縮（~1 Hz）に重畳していた。HSOsはin vivo心臓において不整脈の発生に関与している可能性がある。
（Ⅱ）In vivoマウス実験：小動物in vivo心臓において、左心室心筋細胞内のサルコメアの動きを高空間（20 nm）・時間（100 fps）分解能で捉えることに世界で初めて成功した。その結果、同一細胞内であってもサルコメア長には~300 nmものバラツキが存在すること、それらが同調することによって調和の取れた心拍が生み出されていることが明らかとなった。サルコメア長の変化分と（マクロパラメータである）左心室内圧とは強く相関し、サルコメアの収縮機構と心臓のポンプ機構との間にタイトなカップリング機構が存在することが明らかとなった本実験系は、今後、心臓の生理および病態の解析に幅広く使われてゆくものと考えられる。
（Ⅲ）iPS由来心筋細胞を用いた研究：マウスiPS細胞を分化誘導し、拍動するiPS心筋を得ることに成功した。これらの細胞には筋原線維が形成されており、サルコメア長は約~2.0 μmであった。現在、iPS心筋細胞を効率よく精製し、マウス心臓に移植、その機能をin vivoナノ計測によって詳細に検討する手法を開発中である。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Nano-imaging of the beating mouse heart in vivo: Importance of sarcomere dynamics, as opposed to sarcomere length per se, in the regulation of cardiac function2016
Author(s)
Kobirumaki-Shimozawa F, Oyama K, Shimozawa T, Mizuno A, Ohki T, Terui T, Minamisawa S, Ishiwata S, Fukuda N
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Journal Title
J Gen Physiol
Volume: 147
Pages: 53-62
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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