新しく同定された非定型心筋細胞ＡＣＭｓの生理的意義および細胞周期調節機構の検討

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25460286
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 尾松 万里子 滋賀医科大学, 医学部, 准教授 (80161397)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松浦 博 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (60238962)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ACMs / cardiomyocytes / cardiac ventricle / beating / fetal cardiac gene / ischemic tolerance

Research Abstract

心臓には，心筋細胞，内皮細胞，血管平滑筋細胞などに加え，cardiac progenitor cellsおよびside population cellsに分類される種々の幹細胞が存在することが明らかになり，これらの幹細胞を心筋細胞に分化させる方法が報告されている．申請者らは，ランゲンドルフ灌流による成体マウス心室筋細胞単離の最終過程において，遠心によって取り除かれた上清分画（心筋細胞を含まない小型細胞分画）を集めてmethylcellulose を含む半固形状培地中で培養したところ，3~5日後の接着細胞群の中に，枝分かれした形態に変化するとともに自動的に拍動する細胞が存在することを見出し，非定型心筋細胞（atypically-shaped cardiomyocytes , ACMs）として同定し，その生理的特徴を調べている．培養細胞としての性質を調べるだけではなく．心臓内での局在を検討するためにはACMsを特異的に認識するマーカータンパク質を探すことが必要であり，今回，Cellular Prion proteinがその有力は候補であることがわかった．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マウスから得られたACMsと心室筋細胞のRNAを抽出し，増幅した後，マイクロアレイ解析によってgene expression profileを調べたところ，ACMsにおいて増えている遺伝子より減少している遺伝子の方が多く，不完全な心筋細胞の一種であるACMsの形態的特徴を良く表していた．今回，ACMsを特異的に認識するマーカーとしての可能性のあるタンパク質として，Cellular Prion proteinを見出し，細胞表面マーカーとして有効であることを確認できた．

Strategy for Future Research Activity

ACMsを特異的マーカーとしてのCellular Prion proteinおよび，心筋細胞の特異的タンパク質であるcardiac troponin Tの両方をマーカーとして，マウス心臓内におけるACMsの分布を検討する．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

データ解析に日数がかかったため，当該年度に使用予定であった試薬を次年度に用いることにしたため．
次年度使用額と合わせ，種々の抗体を用いた免疫染色を行う．

Research Products

• [Journal Article] Ischemic survival and constitutively active autophagy in self-beating atypically-shaped cardiomyocytes (ACMs): Characterization of a new subpopulation of heart cells. (2013)
  • Author(s): Omatsu-Kanbe M, Matsuura H.
  • Journal Title: J Physiol Sci Volume: 63 Pages: 17-29
  • DOI: 10.1007/s12576-012-0236-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sevoflurane protects ventricular myocytes against oxidative stress-induced cellular Ca2+ overload and hypercontracture. (2013)
  • Author(s): Kojima A, Kitagawa H, Omatsu-Kanbe M, Matsuura H, Nosaka S.
  • Journal Title: Anesthesiology Volume: 119 Pages: 606-620
  • DOI: 10.1097/ALN.0b013e318292ee52
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescent coiled-coil proteins for visualizing subcellular thermoregulation in living cells. (2013)
  • Author(s): Kiyonaka S, Kajimoto T, Sakaguchi R, Shinmi D, Omatsu-Kanbe M, Matsuura H, Imamura H, Yoshizaki T, Hamachi I, Morii T, Mori Y.
  • Journal Title: Nature Methods Volume: 10 Pages: 1232-1238
  • DOI: 10.1038/nmeth.2690 nmeth.2690 [pii]
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fusion of prion protein (PrP)-expressing cardiac progenitor cells forms atypically-shaped cardiomyocytes (ACMs), a new subpopulation of self-beating heart cells in mouse. (2014)
  • Author(s): Omatsu-Kanbe, M., Matsuura, H.
  • Organizer: 第91回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 20140316-20140318
• [Presentation] Self-beating atypically-shaped cardiomyocytes (ACMs), a novel subpopulation of heart cells, originate from cardiac progenitor cells expressing prion protein (PrP) in adult mouse heart. (2014)
  • Author(s): Nishino, Y., Nozuchi, N., Omatsu-Kanbe, M., Matsuura, H.
  • Organizer: 第91回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 20140316-20140318
• [Presentation] Identification of a novel type of possible cardiac progenitor cells co-expressing prion protein (PrP) and cardiac troponin T (cTnT) in adult human heart. (2014)
  • Author(s): Nozuchi, N., Nishino, Y., Omatsu-Kanbe, M., Matsuura, H.
  • Organizer: 第91回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 20140316-20140318