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2019 Fiscal Year Annual Research Report

High-precision analysis of myocardial contraction mechanism in rat isolated perfused heart.

Research Project

Project/Area Number 16K18993
Research InstitutionJikei University School of Medicine

Principal Investigator

照井 貴子  東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (10366247)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords循環生理
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、近年急速に発展している分子イメージング技術を駆使し、心臓の心筋線維の最小ユニットであるサルコメアの収縮動態をin vivoで高い時間・空間分解能でライブイメージングできる技術を開発することで、生体内の心筋収縮・弛緩をナノレベルで可視化し、心筋の収縮・弛緩の分子メカニズムの解明をねらう。
生命科学・医学研究において生体内の様々な制御メカニズムを解明するためには、in vitro のみならずin vivoでの分子メカニズムの解明が待たれるが、心筋研究においては、心臓自体が常に拍動し続けている臓器であるため、その技術的な難しさからin vivo研究はほとんど行われていない。心筋の収縮・弛緩のメカニズムや心不全の病態メカニズムを明らかにするためには、特定の分子の動きを動物個体内で観察する必要がある。この考えに基づき、蛍光色素、遺伝子組み換えウィルスベクターを用いて蛍光タンパク質を発現させることにより心筋サルコメアのイメージング(Z線イメージング)を高時間(~2 ms)・空間(~5 nm)分解能で行う。
in-vitroからin-vivoイメージングへ研究を進めていく上で、非常に重要なex-vivoイメージング装置を開発し、本研究をより実質的かつ装置系に段階性を持たせて進められ、ex-vivoイメージング装置を実際に使用し、擬似生体内での心筋サルコメアの収縮・弛緩動態をイメージング可能となった。また一般的に、心臓の心筋収縮自体は、いわゆる心臓のペースメーカー(洞結節)からの心拍により活動電位が生じ、その伝搬によりCa2+イオン濃度が上昇し心筋細胞が収縮するといわれている。当該年度は、ex-vivoイメージング装置を拡充し、その収縮様式の詳細、また、Ca2+イオン濃度変化のない状態での心筋細胞の動態についての検討を進めている

  • Research Products

    (2 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results)

  • [Journal Article] Real-Time In Vivo Imaging of Mouse Left Ventricle Reveals Fluctuating Movements of the Intercalated Discs2020

    • Author(s)
      Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Nakanishi Tomohiro、Shimozawa Togo、Terui Takako、Oyama Kotaro、Li Jia、Louch William E.、Ishiwata Shin’ichi、Fukuda Norio
    • Journal Title

      Nanomaterials

      Volume: 10 Pages: 532~532

    • DOI

      10.3390/nano10030532

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microscopic heat pulses activate cardiac thin filaments2019

    • Author(s)
      Ishii Shuya、Oyama Kotaro、Arai Tomomi、Itoh Hideki、Shintani Seine A.、Suzuki Madoka、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Terui Takako、Fukuda Norio、Ishiwata Shin'ichi
    • Journal Title

      Journal of General Physiology

      Volume: 151 Pages: 860~869

    • DOI

      10.1085/jgp.201812243

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2021-01-27  

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