2021 Fiscal Year Annual Research Report
哺乳類心筋細胞のT管膜構造の維持機構の解明と進化的意義の探求
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21H03794
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
氏原 嘉洋 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80610021)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
毛利 聡 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)
中村 匡徳 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20448046)
杉田 修啓 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20532104)
西辻 光希 沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, スタッフサイエンティスト (60770823)
花島 章 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70572981)
橋本 謙 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (80341080)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / 心臓 / 心筋細胞 / T管膜 / 脊椎動物 / カルシウム / 微小管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，まず哺乳類の心筋細胞に存在するT管膜構造の維持機構の構成要素として，細胞骨格の一種である微小管に注目して研究を進めた．
簡易的なT管膜崩壊モデルとして，成体のラットから単離した心筋細胞を静置培養した．24時間培養後，T管膜が崩壊していることを確認した．このとき，細胞の短軸方向に配向した微小管は減少し，長軸方向に配向した微小管は増加していた．次に，成体のラットから単離した心筋細胞の微小管をコルシチンで脱重合，またはパクリタキセルで過重合させた．微小管を脱重合させても，過重合させてもT管膜構造の顕著な崩壊は見られなかった．低浸透圧刺激により，T管膜を崩壊させたところ，微小管の重合度とT管膜の崩壊度の間には顕著な相関は見られなかった．続いて，T管膜の崩壊が生じる遺伝子組換えマウスの微小管を解析したところ，短軸方向の微小管が減少し，長軸方向の微小管が増加していた．このマウスでは，ゴルジ体が断片化されており，ゴルジ体を起点とした非中心体微小管に異常が生じていることが示唆された．そこで，成体ラットの単離心筋細胞のゴルジ体を薬剤により断片化させたところ，長軸方向の微小管が顕著に増加し，短時間で遺伝子組換えマウスと同様の微小管の配向を再現できた．このとき，T管膜の周期性が低下しており，T管膜が崩壊してた．以上のことから，微小管が長軸方向に過度に配向することがT管膜の崩壊を引き起こす可能性が示唆された．
上記の哺乳類の研究と平行して，T管膜を持たない両生類や鳥類の心筋細胞の基礎的なデータを収集した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナウイルス対策により，他大学への出張をすべて取りやめたため，予定通りの実験を一部遂行できなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り，研究を進めていく．今後，哺乳類以外の脊椎動物の心筋細胞の解析や計算モデルを用いた力学解析を行う予定であるが，順調に進まない場合は新たな研究分担者を追加することも考えている．
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