• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2023 Fiscal Year Annual Research Report

心臓弁形成における力学応答性シグナル変換機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21K06764
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

福井 一  徳島大学, 先端酵素学研究所, 准教授 (80551506)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords力学応答 / メカノトランスダクション / ゼブラフィッシュ / 心臓管腔形成
Outline of Annual Research Achievements

本課題目的は、心臓弁形成を制御する力学応答性シグナルが、①:どこから、②:どのように入力されるのかを明確にすることである。課題開始当初、細胞外ATPを定量的に評価するための蛍光ATPセンサーの活用を目指したが、検討した中ではシグナル可視化に至らず評価できなかった。理由として、蛍光センサーがもつ解離定数が細胞外ATP量に適していなかったことが考えられたため、今後はセンサー感度の改変などにより、細胞外ATP量の変動を評価できるようにしたいと考えている。課題①について、細胞膜局在性Ca2+レポーターを樹立した。100枚/秒の高速イメージング解析によって、管腔に面する細胞膜が力学応答シグナルの開始点であることが明らかとなった。さらに、ミトコンドリア外膜に局在するCa2+レポーターを樹立したことで、管腔膜を起点とする細胞内Ca2+動態を裏付けることができた。研究当初は管腔面とは反対側の間質面からの力学応答の可能性を考えたが、本結果は管腔面の力がシグナル制御を行うことを支持している。
課題②について、力学シグナル変換においては、管腔内に打ち込んだ磁性流体を胚体外から磁力操作する力操作法を開発した。そして、細胞膜に対して並行に働くせん断応力が重要であることが示唆された。一方、垂直に働く応力は力学応答シグナルを起因する要素としての役割を果たさなかった。これは、細胞が力学特性を適切に認識して細胞内応答を行っていることを示唆する。続く検討では血流を経時的に観察した結果、せん断応力の中でも、双方向性血流の重要性が明確になった。心臓弁が機能的構造をとり、1方向の血流となる時期では、血流・拍動としった力学刺激の存在下でも力学応答シグナルが消失する。今後、血流方向を認識した細胞応答機構を知ることで、心臓管腔形成・維持の全容理解に繋がる研究を目指す。

  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Monash University(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      Monash University
  • [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Imperial College London
  • [Journal Article] Calcium signal analysis in the zebrafish heart via phase matching of the cardiac cycle2024

    • Author(s)
      Zhang RJ, Vermot J, Gherardi R, Fukui H, Chow RW
    • Journal Title

      bio-protocol

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 外力に応答する化学的シグナル可視化から観る心臓管腔形成機構2024

    • Author(s)
      福井 一
    • Organizer
      徳島大学 医光融合研究シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 心臓管腔形成を制御する血流の力学特性を認識した力学応答機構2024

    • Author(s)
      福井 一
    • Organizer
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] 血流が規定する心臓管腔形成機構2023

    • Author(s)
      福井 一
    • Organizer
      第8回血管生物若手研究会
  • [Presentation] Bidirectional flow forces instruct endocardial cell identity for the cardiac lumen morphogenesis2023

    • Author(s)
      Hajime Fukui, Naoki Mochizuki
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 組織形成の理解に向けた力の操作と力学生体シグナル研究2023

    • Author(s)
      福井 一
    • Organizer
      先端酵素学研究所シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 心臓弁形成を制御する「血流ベクトル」を認識した力学応答原理の解明2023

    • Author(s)
      福井 一
    • Organizer
      山内進循環器病研究助成 第4回研究発表会
    • Invited
  • [Presentation] 心臓形成の理解にむけた生体力学シグナル研究2023

    • Author(s)
      福井 一
    • Organizer
      第22回日本心臓血管発生研究会
    • Invited
  • [Remarks] 研究室(生体力学シグナル分野)紹介ページ

    • URL

      https://www.iams.tokushima-u.ac.jp/lab/fukui/

URL: 

Published: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi