2020 Fiscal Year Research-status Report
Elucidating molecular mechanisms of magnesium regulation to protect cardiac myocytes against life-style related diseases
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20K11518
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
田代 倫子 東京医科大学, 医学部, 准教授 (20398762)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 活性酸素種 / マグネシウム / 心筋細胞 / 過酸化水素 / ピオシアニン / 酸化ストレス / ナトリウムマグネシウム交換系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化ストレスが心臓に与える影響を調べるため、ラット心室筋の急性単離細胞に過酸化水素を投与した。通常、細胞内の遊離マグネシウム(Mg)濃度は厳密に維持されているが、過酸化水素(0.5 mM)を5分間投与したところ、Mg濃度が低下した。Mgイオンは細胞内外の電位化学勾配によって常に細胞内に流入しているため、強力な汲み出し機構が働いているはずである。この汲み出しには、細胞内外のNa濃度勾配を利用したNa/Mg交換系が働いていることが知られている。そこで、Na/Mg交換系に対する過酸化水素の影響を調べた。予めMgを負荷した細胞を用いて、Na/Mg交換系が働く条件下で過酸化水素を投与した。驚くことに過酸化水素による細胞内遊離Mg濃度の低下は、細胞外Naを除いてNa/Mg交換系を止めた時にも観られた。つまり、過酸化水素による細胞内の遊離マグネシウム(Mg)濃度の低下は、Na/Mg交換系が活性化されるためではないと考えられた。次に、細胞外から活性酸素種を与えるのではなく、内因性に活性酸素種を発生させるピオシアニンを投与してみた。過酸化水素と同様に、Na/Mg交換系を止めていても細胞内遊離Mg濃度が低下した。生活習慣病では酸化ストレスによる病態の悪化が懸念されるが、活性酸素種が心筋細胞のマグネシウム恒常性を破綻させ、細胞の機能障害を起こす可能性が示唆された。今後は、この細胞内遊離Mg濃度が低下する原因について、未知の汲み出し機構が存在する可能性も含めて検討を進める。
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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
令和2年度はCOVID-19による研究室封鎖により前半は実験が制限されたが、後半は順調に実験を進めて、活性酸素種によるMg濃度低下の特性に関する研究を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Mg濃度の低下が未知の汲み出し機構によるものなのか解明するために、汲み出されるMgを高い時間分解能で解析するように検討している。これまでの単離細胞を用いた蛍光色素法だけでなく、標本として灌流心臓や培養細胞を使ったり、測定法として原子吸光法や酵素法を用いるなど多角的に計画している。
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| Causes of Carryover |
当該年度の前半はCOVID-19の感染拡大防止策として実験遂行が制限されたため、試薬代が減じた。前年度に計画していた実験に使用する消耗品や試薬の購入のため次年度に請求した。
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