2018 Fiscal Year Research-status Report
In vivo nano-analysis of cardiac excitation-contraction coupling.
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18K06878
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
小比類巻 生 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (40548905)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
照井 貴子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (10366247)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | サルコメア動態 / 興奮収縮連関 / ナノ計測 / in vivoイメージング / 心筋細胞内カルシウム動態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らが独自に開発したマウスin vivo心臓のナノ計測システムに２光路系を追加し、FRET系や異なる２要素の同時イメージングを可能にした。すでに確立したin vivoサルコメアイメージングのさらなる高精度化を行い、in vivo心筋細胞内局所のCa2+イメージングに向け、カルシウム感受性蛍光指示薬Cal-520 AMのin vivoにおける細胞内導入法の開発を行っている。また、α-actinin-CameleonNano140を発現するアデノウイルスベクターを作成を行った。
さらに、in vivoにおける心筋細胞の膜電位情報を１細胞レベルで可視化・計測するため、Di-8-Anepps試薬を用いたin vivo心臓の蛍光顕微鏡観察に適した染色法の開発を行い、同時にイメージングシステムの最適化を行った。
これら心筋の興奮収縮連関に関わる各要素（サルコメア動態、細胞内局所Ca2+濃度、膜電位）と心臓のマクロ情報（心電図、P-Vループ）を総合して解析を行う準備を進めている。さらに左心室肥大マウスモデル作成手技を応用し、後負荷増大時のサルコメア協働性のin vivoにおけるナノレベルの変化を抽出する実験を行っている。
In vivo心筋細胞にα-actinin-AcGFPを発現させてZ線を標識する手法および細胞膜染色によるT管染色法の最適化に関する論文「Optimization of fluorescent labeling for in vivo nano-imaging of sarcomere in the mouse heart.」をBioMed Research International誌にて報告した。また総説「In vivo心臓ナノイメージング法の開発」を生物物理誌に発表した。第56回日本生物物理学会および第9回アジア・オセアニア生理学連合大会＆第96回日本生理学会合同大会にて成果発表を行った。これに加えて、in vivoサルコメアナノイメージングで得られた成果をまとめた論文を作成中である。
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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
申請者らが独自に開発したマウスin vivo心臓のナノ計測システムに２光路系を追加し、FRET系や異なる２要素の同時イメージングを可能にした。すでに確立したin vivoサルコメアイメージングのさらなる高精度化を行い、in vivo心筋細胞内局所のCa2+イメージングに向け、カルシウム感受性蛍光指示薬Cal-520 AMのin vivoにおける細胞内導入法の開発を行っている。また、α-actinin-CameleonNano140を発現するアデノウイルスベクターを作成を行った。
さらに、in vivoにおける心筋細胞の膜電位情報を１細胞レベルで可視化・計測するため、Di-8-Anepps試薬を用いたin vivo心臓の蛍光顕微鏡観察に適した染色法の開発を行い、同時にイメージングシステムの最適化を行った。
これら心筋の興奮収縮連関に関わる各要素（サルコメア動態、細胞内局所Ca2+濃度、膜電位）と心臓のマクロ情報（心電図、P-Vループ）を総合して解析を行う準備を進めており、研究は概ね順調に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、平成30年度に構築した手法を用いて生きたマウスの心臓における膜電位、細胞内Ca2+濃度、およびサルコメア動態を系統的に解析し、「in vivo興奮収縮連関研究」を確立する。さらにこれらの手法を代表的な心疾患の動物モデル（心筋梗塞モデルマウス、左心室肥大モデルマウスなど）に適用し、心疾患病態でのCa2+濃度、サルコメアおよび膜電位の動態変化を抽出することにより、心疾患を生理学的分子論に基づいて定量化・明確化することを目指す。
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| Causes of Carryover |
初年度購入備品としてパルスオキシメータを計上していたが、当該機器は他の予算によって購入できたため次年度への繰越し金が生じた。翌年度分の請求額と合わせた助成金は、in vivoイメージング実験に必須のマウス用P-Vカテーテル（約60万円／本）等の購入費に当てる予定である。
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Research Products
(7 results)
