2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of metabolism-excitation-contraction coupling in cardiomyocytes through metabolic imaging
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19H03400
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
松岡 達 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (00263096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 綾子 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (00378704)
竹田 有加里 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (20582159)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / 代謝 / 心臓 / 興奮収縮連関 / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウス洞房結節細胞におけるミトコンドリアと筋小胞体からの局所的なCa2+放出（local Ca2+ release; LCR）との構造的・機能的関連について実験を継続した。心周期の初期（収縮期近く）に発生するLCRはミトコンドリア近傍から多く発生し、CGP-37157によるミトコンドリアNCX抑制で発生頻度が低下した。また、LCR近傍のミトコンドリアは膜電位が深いことが、ミトコンドリア膜電位測定から明らかになった。さらに、カフェイン投与で誘発される筋小胞体からのCa2+放出を指標に筋小胞体Ca2+含量を測定したところ、CGP-37157によるミトコンドリアNCX抑制は筋小胞体Ca2+含量を減少させることが明らかになった。この抑制が、CGP-37157によるLCR抑制の原因と考えられた。これらの研究成果は、Journal of Molecular and Cellular Cardiologyに掲載された。また、論文は、Editor’s Choiceに選出された。
代謝に関連するH+産生と消費、及び細胞内pH調節系を組み込んだ新規の心筋細胞代謝―興奮―収縮連関数理モデルの解析を行った。心筋虚血のシミュレーションにおいては、低酸素が引き金となって、細胞内アシドーシスとATP産生の低下が起こり、活動電位波形の変化、細胞質Ca2+トランジエントの変化及び細胞収縮抑制がおこる一連の過程がよく再現された。また、虚血後の再灌流シミュレーションにおいては、活動電位と収縮異常もよく再現された。虚血後の再灌流障害を抑制するには、虚血により誘発される細胞内Na+蓄積の抑制または再灌流時に細胞内Na+排出の活性化が有効であることがシミュレーションから示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
