Identification of mechanical signal from intercalated discs

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K19924
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Katanosaka Yuki 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 講師 (60432639)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片野坂 公明 中部大学, 生命健康科学部, 准教授 (50335006) ; 氏原 嘉洋 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80610021)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 心不全 / メカニカルストレス / 血行動態負荷 / 心筋細胞 / メカノセンサー / TRPV2 / トランスレーショナルリサーチ / 多階層

Outline of Final Research Achievements

The heart has a dynamic compensatory mechanism for haemodynamic stress. However, the molecular detail of cardiac mechano-transduction are unclear. We have previously proposed that TRP vanilloid family type 2 channel (TRPV2) serves as a mechanoreceptor at intercalated discs of cardiomyocytes. Here, we analyzed that the mechanical-stimulation-induced Ca2+ change at intercalated area of neonatal cardiomyocytes. These data show that TRPV2-dependent mechanical-stimulation-induced Ca2+ change is critical for the development of Ca2+-handling of beating myocytes during the maturation process of neonatal cardiomyocytes. In addition, we show that the TRPV2-dependent mechanical-stimulation-induced Ca2+ change is not observed in dystrophic myocytes.

Free Research Field

医工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

心筋細胞は、血行動態変化（メカニカルストレス）に応じて形や機能を変容させる。この際には、心筋細胞のメカニカルストレス依存的Ca2+シグナルを利用することが知られているが、その分子基盤は不明のままである。また、心筋細胞では、拍動ごと（収縮期）に筋小胞体由来のCa2+が一過的に上昇するため、収縮期に上昇するCa2+と混同することなく、メカのセンサーを介したCa2+シグナルが有効に働くためには、細胞内での『Ca2+波の空間やタイミング』に特性があると考えられる。本研究は、新しい心不全治療ターゲット分子を提案するために、心筋細胞のメカノセンシング機構の分子基盤を得るものである。