2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of cardiac regulatory mechanisms by in vivo nano-imaging
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15H04677
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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, 助手 (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大山 廣太郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, 特別研究員 (70632131) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生理学 / 生物物理 / ナノバイオ / 分子イメージング / 心筋 / 細胞・組織 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（Ⅰ）心臓のポンプ機能は、心筋細胞のサルコメア長が100 nm程度変化しただけでも大きく変化する。申請者らは、マウスin vivo左心室の心筋細胞において単一サルコメア動態を高空間（20 nm）・時間（100 fps）分解能で計測し、それらのナノ情報を心電図や左心室内圧（マクロ情報）と同時にリアルタイム解析することのできるシステムを構築した（J Gen Physiol 2016）。マウスin vivo心筋細胞のZ線にα-actinin-AcGFPを発現させ、筋原線維における蛍光強度のピーク間距離をサルコメア長として測定した。同一筋原線維内の30個の連続したサルコメア動態を詳細に解析した結果、1）各々のサルコメア長にはバラツキがあり、平均値は拡張期、収縮期においてそれぞれ~1.90および~1.70 μmであること、2）各サルコメアの収縮・弛緩のタイミングは必ずしも同期していないこと、3）サルコメアには筋原線維全体の収縮弛緩動態に対する貢献度の高いものと低いものとが混在すること（R: －0.2 ～ 0.8）、4）貢献度の高いサルコメアと低いサルコメアはほぼ同じ割合で存在することが明らかとなった（論文作成中）。本研究において我々が開発したin vivoナノ計測技術は、従来の研究では不可能であった分子、細胞、臓器・個体の階層をつなぐものであり、正常心筋のみならず病態心筋の機能解析にも有用であると期待される。
（Ⅱ）申請者らは、局所加熱が単離心筋細胞の収縮を引き起こすことを報告している（BBRC 2012）。この現象においては、筋原線維が熱の受容器として機能しているため、収縮中、細胞内Ca過負荷は生じない。マウスin vivoにおいて、拍動中の左心室中央の表面に赤外レーザ―を照射すると、心筋の収縮が増強した。申請者らは、個々の心筋細胞の収縮率を計測することに成功した（論文作成中）。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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