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力伝達障害としての拡張型心筋症の病態メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 19659197
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Circulatory organs internal medicine
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

杉浦 清了  The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (10272551)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 尋史  東京大学, 医学部・附属病院, 講師 (50323572)
久田 俊明  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40126149)
渡邊 浩志  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 講師 (10282500)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords拡張型心筋症 / 心筋細胞 / 機械刺激 / 微小操作
Research Abstract

原子間力顕微鏡(AFM)を用いて心筋細胞の押し込み試験を行ったところ2ミクロンの周期を持つ押し込み剛性のピークを観察した。この剛性は細胞骨格の主要な要素である微小管(チューブリン)を脱重合するコルヒチン処理によっては変化しなかったが浸透圧ショックによってT管構造を破壊したところ消失した。またこの際細胞膜のAFM観察を行ったところT管の開口部とそれらをつなぐz-grooveと呼ばれる構造が消失していた。細胞膜のみで構造を支えることは当然考えられないためその近傍にあるタンパクに注目し蛍光抗体法によって構造を観察した。T管の破壊は筋原線維を横に連結するデスミンやZ帯を構成するαアクチニンなどには変化をもたらさなかったが膜の裏打ちタンパクであるスペクトリンの蛍光は低下もしくは消失していた。このことは細胞を横に貫く構造であるT管が裏打ちタンパクとともに構造要素をして機能していることを示している。また筋原線維を単離して同様に押し込み試験を行ったところ緩衝液のカルシウム濃度上昇による剛性の増加が認められたがサルコメア構造を反映した周期性は観察されなかった。したがって現時点では細胞表面の周期性をとサルコメアとの関係は不明でありさらなる検討が必要である。細胞モデルについては細胞内構造を拡張したモデルの開発を行った。特に拡張型心筋症の発症との関連が指摘され介在板に存在するvinculinに注目しその欠失モデルを作成した。細胞モデルにおいて短縮は影響がなかったがこのような細胞から構成される心臓のマルチスケールシミュレーションを行ったところ著明な駆出率の低下が再現され病態形成メカニズム解明に示唆が得られた。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Responses of single ventricular myocytes to dynamic stretching2008

    • Author(s)
      Nishimura S, Sugiura S, et al.
    • Journal Title

      Prog Biophys Mol Biol 97

      Pages: 282-297

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The looped heart does not save energy by maintaining the momentum of blood flowing in the ventricle2008

    • Author(s)
      Watanabe H, Sugiura S, Hisada T
    • Journal Title

      Am J Physiol 294

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct demonstration of the cross-bridge recobery stroke in muscle filaments in aqueous solution by using the hydration chamber2008

    • Author(s)
      Sugi H, Sugiura S, et al.
    • Journal Title

      Poc Natl Acad Sci USA 105

      Pages: 17396-17401

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Responses of single ventricular myocytes to dynamic axial stretching2008

    • Author(s)
      Nishimura S
    • Journal Title

      Prog Biophys Mol Biol ((印刷中)掲載確定

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phosphorylation Status of Regulatory Proteins and Functional Characteristics in Myocardium of Dilated Cardiomyopathy of Syrian Hamsters2008

    • Author(s)
      Ohnuki Y
    • Journal Title

      J Physiol Sci ((印刷中)掲載確定

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Contribution of structural heterogeneity to stretch-induced arrhythmias examined in ventricular tissue and isolated myocytes.2008

    • Author(s)
      Seo K, Sugiura S, et al.
    • Organizer
      The 25^<th> Annual Meeting of International Heart Research Japanese Section
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      2008-09-05
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Is the contractile kysfunction of detubrlated cardiomyocytes caused only by the asynchrony of Ca^<2+> regulation?2008

    • Author(s)
      Fukano H, Seo K, Nisimura S, Yamasita H, Sugiura S
    • Organizer
      The 25^th Annual Meeting of International heart Research Japanese Section
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      2008-09-05
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 冠循環と心筋収縮の関係へぼのモデルによるアプローチ A simulation study on the effect of cardiac contraction on the coronary circulation2008

    • Author(s)
      杉浦 清了、岡田 純一、鷲尾 巧、渡辺 浩志、 久田 俊明
    • Organizer
      第47回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-07-12
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural heterogeneity of the ventricular wall bridges the stretch-induced excitation of cardiac myocytes to the arrhythmias2008

    • Author(s)
      Seo K, Inagagi M, Sugiura S
    • Organizer
      第31回心筋代謝研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-07-12
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] T-tubule System is a Major Supporting Structure Against the Transverse Mechanical Stress in Cardiac Myocytes2008

    • Author(s)
      黒川 洋
    • Organizer
      第72回 日本循環器学会
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2008-03-30
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Simultaneous imaging of Ca2+ signal and t-tubule structure during contraction of cardiomyocytes for the study of local excitation-contraction coupling2008

    • Author(s)
      深野 華
    • Organizer
      第72回 日本循環器学会
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Responses of Single Ventricular Myocytes to Dynamic Axial Stretching2008

    • Author(s)
      西村 智
    • Organizer
      第72回 日本循環器学会
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Multi-scale, multi-physics heart simulator as a tool to link bench and bedside.2008

    • Author(s)
      Sugiura S, et al.
    • Organizer
      Mendel Symposiium II Genes and the Heart, from bench to bedside
    • Place of Presentation
      Chateau Liblice, Czech Republic
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] AFM・CLSM重ね合わせによる心筋細胞のT管構造の可視化2007

    • Author(s)
      瀬尾欣也
    • Organizer
      第16回 日本バイオイメージング学会 学術集会
    • Place of Presentation
      千葉県野田市
    • Year and Date
      2007-10-31
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sml.k.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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