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2011 Fiscal Year Annual Research Report

心筋線維化における興奮収縮連関の多階層形態機能解析

Publicly Offered Research

Project AreaEstablishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
Project/Area Number 23136515
Research InstitutionJikei University School of Medicine

Principal Investigator

栗原 敏  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90057026)

Keywords線維化 / 細胞内Ca / 心筋肥大
Research Abstract

病態時には心筋が線維化し収縮不全に至ることが知られている。
これまでの研究で心筋線維化に伴う興奮収縮連関に関する様々な問題が明らかにされてきた。しかし、心臓への圧負荷・伸展負荷による心筋線維化の統合的な興奮収縮連関への影響については未だ十分に明らかになっていない。
研究代表者はこれまで興奮収縮連関のメカニズム、特に細胞内Ca2+調節機構と収縮の関連について主に研究を進めてきた。本研究では心筋線維化が興奮収縮連関の各プロセスに対してどのような影響を与えているのかを調べ、最終的に心臓からの血液の拍出に対する心筋線維化の原因・影響を多階層的に解明すると共に新規治療法の創出を目的とする。
これまで右室肥大心筋を用いた一連の研究で、肥大線維化心筋を起こすグループと肥大のみで非線維化心筋グループに明確に分類できることを報告してきた。肥大のみのグループでは乳頭筋発生張力が保持されているが、線維化を伴ったグループでは乳頭筋発生張力が減弱していた。線維化を伴った心筋では、組織学的マッソン染色切片において介在板の消失が認められた。さらに免疫組織学的染色では介在板に存在する細胞間情報伝達蛋白であるコネキシン43の発現が減弱していた。一方で細胞内Caトランジェントは線維化を伴う肥大心筋では増大していることも明らかになった。生化学的検索を行ったところ、線維化を伴う肥大心筋では、非線維化肥大心筋と比べ、Ca関連蛋白のmRNA発現減少が認められた。以上のことから、肥大心筋に線維化がなければ張力は保持されるが、肥大心筋に線維化が発生すると張力が減弱することが明らかになった。線維化に伴う張力減弱のメカニズムは、少なくともその一部は、細胞間情報伝達機構の破綻により起こることが示唆された。今後は、線維化発生メカニズムについて、詳細に検討する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

線維化心筋では肥大関連因子の消失が明らかになったため、より詳細な再実験と検討を実施する必要が生じた。

Strategy for Future Research Activity

追加実験を施行する。モデル動物を再度作成し、生理学的データと生化学的データならびに形態学的データを一連のモデル動物から系統的に解析する。さらに網羅的検索を行うことで、線維化心筋での肥大関連因子の役割を明らかにする。

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Depressed contractile performance and reduced fatigue resistance in single skinned fibers of soleus muscle after long-term disuse in rats.2011

    • Author(s)
      Udaka J
    • Journal Title

      J Appl Physiol.

      Volume: 111 Pages: 1080-7

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00330.2011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time measurement of the length of a single sarcomere in rat ventricular myocytes: a novel analysis with quantum dots.2011

    • Author(s)
      Serizawa T
    • Journal Title

      Am J Physiol Cell Physiol.

      Volume: 301 Pages: C1116-27

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00161.2011.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sarcomere length-dependent Ca2+ activation in skinned rabbit psoas muscle fibers: coordinated regulation of thin filament cooperative activation and passive force.2011

    • Author(s)
      Fukuda N
    • Journal Title

      J Physiol Sci.

      Volume: 61 Pages: 515-23

    • DOI

      10.1007/s12576-011-0173-8.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thin filament-reconstituted skinned muscle fibers for the study of muscle physiology.2011

    • Author(s)
      Higuchi S
    • Journal Title

      J Biomed Biotechnol.

      Volume: 2011 Pages: 486021

    • DOI

      10.1155/2011/486021.

  • [Presentation] ANALYSES OF SARCOMERIC SELF-OSCILLATORY PROPERTIES OF RAT NEONATAL CARDIOMYOCYTES.2012

    • Author(s)
      Shintani S
    • Organizer
      Biophysical Society of USA, The 56th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Diego, Ca, USA.
    • Year and Date
      20120225-20120229
  • [Presentation] Unraveling the role of autonomous regulation in heartbeat: Analysis of self-oscillatory properties of rat neonatal cardiomyocytes.

    • Author(s)
      Shintani S
    • Organizer
      第49回 日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      姫路
  • [Presentation] Real-time measurement of sarcomere length in the rodent heart by using alpha-actinin-GFP.

    • Author(s)
      Kobirumaki F
    • Organizer
      第49回 日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      姫路
  • [Presentation] 線維化心筋における興奮収縮連関の生理学的特性

    • Author(s)
      雨宮えりか
    • Organizer
      第128回 成医会総会
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] Direct Renin Inhibition Improved Cardiac Remodeling and Survival in Mouse Model of Dilated Cardiomyopathy.

    • Author(s)
      Hongo K
    • Organizer
      American Heart Association 2011 Scientific sessions
    • Place of Presentation
      Orland, FL, USA
  • [Presentation] Impairment of contractility in cardiac papillary muscle with fibrosis.

    • Author(s)
      Yoichiro KUSAKARI
    • Organizer
      1st HD Physiology International Symposium
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] Compensatory Increase in the Ca2+ Transient Is Important for Contractile Recovery of Dilated Cardiomyopathy in Mice.

    • Author(s)
      Hongo K
    • Organizer
      第76回日本循環器学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
  • [Presentation] Impairment of E-C coupling in cardiac papillary muscle with fibrosis induced by pressure overload.

    • Author(s)
      Kusakari Y
    • Organizer
      第89回日本生理学会学術集会
    • Place of Presentation
      松本
  • [Presentation] Depressed length-dependent activation in skinned left ventricular muscles from a mouse model of dilated cardiomyopathy.

    • Author(s)
      Inoue T
    • Organizer
      第89回日本生理学会学術集会
    • Place of Presentation
      松本
  • [Presentation] Properties of sarcomeric self-oscillations in rat neonatal cardiomyocytes : Relationship with heart beats by responce of electrical stimuli.

    • Author(s)
      Shintani S
    • Organizer
      第89回日本生理学会学術集会
    • Place of Presentation
      松本

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Published: 2015-05-28  

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