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再構築系による平滑筋組織ペースメーカーモデル細胞の作製とシミュレーション

Publicly Offered Research

Project AreaEstablishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
Project/Area Number 23136512
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

今泉 祐治  名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (60117794)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2011: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords薬理 / 細胞内カルシウムシグナル / カルシウム振動 / イオンチャネル / ペースメーカー / 平滑筋臓器 / Ca^<2+>クロック / カハール間質系細胞 / Ca^<2+>シグナル / Ca^<2+>活性化Cl^-チャネル / リアノジン受容体 / 平滑筋
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は幾種類かの平滑筋組織においてペースメーカー電位発生源として認識されているカハール間質系細胞でのペースメーカー電位発生機構を再構築し、シミュレーションすることにより、ペースメーカー発生機構を解明することである。ミトコンドリア呼吸リズムは近傍の小胞体へのATP供給、小胞体Ca2+ポンプによるCa2+取り込み、そしてCa2+遊離を制御し、さらに小胞体から遊離されたCa2+の一部はミトコンドリアへ取り込まれ、呼吸を促進す可能性がある。この連鎖で、ミトコンドリアと小胞体間の機能的一体性が生じ、Ca2+オシレーションを安定的に発生させると推測している。細胞内Ca2+オシレーション発生装置としてCa2+遊離チャネルのリアノジン3型受容体をHEK293細胞に強制発現させると、一部の細胞で自発Ca2+遊離により、Ca2+オシレーションが発生する。特定のミトコンドリア呼吸周期と近傍小胞体からCa2+遊離を画像解析するため、1つの細胞からミトコンドリア膜電位と細胞内Ca2+濃度変化を僅かな時間差で画像解析する方法を開発した。さらにこのようなCa2+オシレーション発生装置として機能する特定のオルガネラ連関が、どのような分子機構で生じるのかを明らかにするため、細胞膜直下の小胞体と近傍のミトコンドリアの表面が、エバネッセント光領域で観察できることを全反射顕微を用いた1分子可視化法により確立した。一方、Ca2+活性化K+(SK2)チャネルを定常発現した細胞に、3型リアノジン受容体を一過性に発現させると、シグナル変換されCa2+オシレーションに同期した過分極オシレーションが生じた。Ca2+活性化Cl-チャネルであるヒトTMEM16AのcDNAを独自に単離し、hTMEM16A定常発現HEK細胞を作製脱分極性のペースペーカー電位の再構築を行う準備が完了した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (66 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (53 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Molecular Assembly and Dynamics of Fluorescent Protein-Tagged Single KCa1.1 Channel in Expression System and Vascular Smooth Muscle Cells2012

    • Author(s)
      山村寿男、池田知佳子、鈴木良明、大矢進、今泉祐治
    • Journal Title

      American journal of physiology. Cell physiology

      Volume: (In press) Issue: 8 Pages: C1257-C1268

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00191.2011

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of recombinant cell line co-expressing mutated Na_V1.5, K_<ir> 2.1, and hERG for the safety assay of drug candidates2012

    • Author(s)
      Masato Fujii, Susumu Ohya, Hisao Yamamura, Yuji Imaizumi
    • Journal Title

      J. Biomol. Screen.

      Volume: (in press) Issue: 6 Pages: 773-84

    • DOI

      10.1177/1087057112442102

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Down-Regulation of the Large-Conductance Ca<sup>2+</sup>-Activated K<sup>+</sup> Channel, K<sub>Ca</sub>1.1 in the Prostatic Stromal Cells of Benign Prostate Hyperplasia2012

    • Author(s)
      Satomi Niwa
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 35 Issue: 5 Pages: 737-744

    • DOI

      10.1248/bpb.35.737

    • NAID

      130001872233

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
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  • [Journal Article] Involvement of IP(3) formation in the voltage-dependent regulation of the Ca(2+) concerntration in porcine coronary arterial smooth muscle cells.2012

    • Author(s)
      Hisao Yamamura
    • Journal Title

      J. Pharmacol. Exp. Ther

      Volume: 342(2) Issue: 2 Pages: 486-496

    • DOI

      10.1124/jpet.112.194233

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  • [Journal Article] Total internal reflection fluorescence imaging of Ca(2+)-induced Ca(2+) release in mouse urinary bladder smooth muscle cells.2012

    • Author(s)
      Hisao Yamamura
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun

      Volume: 427(1) Issue: 1 Pages: 54-59

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.08.145

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  • [Journal Article] Involvement of dominant-negative spliced variants of the intermediate-conductance Ca^<2+>-activated K^+c hannel, K_Ca3.1 in immune function of lymphoid cells2011

    • Author(s)
      Susumu Ohya, Satomi Niwa, Ayano Yanagi, Yuka Fukuyo, Hisao Yamamura, Yuji Imaizumi
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 286 Issue: 19 Pages: 16940-16952

    • DOI

      10.1074/jbc.m110.184192

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    • Author(s)
      Kito H, Yamazaki D, Ohya S, 他3名
    • Journal Title

      Biophysical & Biochemical Research Communications

      Volume: 411巻 Issue: 2 Pages: 293-298

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2011.06.128

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    • Author(s)
      Susumu Ohya, Satomi Niwa, Yoshiyuki Kojima, Shoichi Sasaki, Motomu Sakuragi, Kenjiro Kohri, Yuji Imaizumi
    • Journal Title

      J. Pharmacol. Exp. Ther.

      Volume: 338 Issue: 2 Pages: 528-536

    • DOI

      10.1124/jpet.111.182782

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    • Author(s)
      Yamazaki D, Tabara Y, Kita S, Hanada H, Komazaki S, Naitou D, Mishima A, Nishi M, Yamamura H, Yamamoto S, Kakizawa S, Miyachi H, Yamamoto S, Miyata T, Kawano Y, Kamide K, Ogihara T, Hata A, Umemura S, Soma M, Takahashi N, Imaizumi Y, Miki T, Iwamoto T, Ta
    • Journal Title

      Cell Metab

      Volume: 14 Issue: 2 Pages: 231

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2011.05.011

    • NAID

      120003255678

    • URL

      http://hdl.handle.net/2433/143634

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Serotonin augments gut pacemaker activity via 5-HT3 receptors2011

    • Author(s)
      Hong-Nian Liu, Susumu Ohya, Yuji Nishizawa, Kenta Sawamura, Satoshi Iino, Mohsin Md Syed, Kazunori Goto, Yuji Imaizumi, Shinsuke Nakayama
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 6 Issue: 9 Pages: e24928-e24928

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0024928

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  • [Journal Article] 創薬標的としてのイオンチャネル・トランスポーターの新たな研究法・探索法2011

    • Author(s)
      今泉祐治、金子周司
    • Journal Title

      日薬理誌

      Volume: 138(6) Pages: 227-227

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      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] Screening methods for ion-channels drug discovery and new ideas2011

    • Author(s)
      藤井将人, 他
    • Journal Title

      Folia Pharmacologica Japonica

      Volume: 138 Issue: 6 Pages: 229-233

    • DOI

      10.1254/fpj.138.229

    • NAID

      10030455809

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
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      2011 Annual Research Report
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  • [Presentation] 脳血管内皮細胞における細胞周期進行と細胞増殖に対するCRACチャネルの寄与の解明2013

    • Author(s)
      鬼頭宏彰
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
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      2012 Annual Research Report
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    • Author(s)
      清田恵子
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 軟骨細胞におけるヒスタミン誘発性Ca(2+)流入にSOCチャネルが寄与する2013

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      伊奈山宗典
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
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      福岡
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] リアノジン受容体とCa(2+)活性化CI(-)チャネルTMEM16Aの共発現HEK293細胞でのCa(2+)クロックの電気信号への変換2013

    • Author(s)
      大城隼也
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
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    • Author(s)
      大羽輝弥
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
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      鈴木良明
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
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      福岡
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    • Author(s)
      藤井将人
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
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    • Author(s)
      松木克仁
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳血管内皮細胞の細胞周期進行におけるCa(2+) release-activated Ca(2+) channel の発現変動2013

    • Author(s)
      鬼頭宏彰
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
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      横浜
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    • Author(s)
      山村寿男
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      横浜
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      2012 Annual Research Report
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    • Author(s)
      Munenori Inayama
    • Organizer
      2012 International Ion Channel Conference
    • Place of Presentation
      Korea
    • Year and Date
      2012-08-24
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    • Author(s)
      Yoshiaki Suzuki
    • Organizer
      2012 International Ion Channel Conference
    • Place of Presentation
      Korea
    • Year and Date
      2012-08-24
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    • Author(s)
      松木克仁
    • Organizer
      日本薬学会第132年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2012-03-30
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    • Author(s)
      大矢進
    • Organizer
      日本薬学会第132年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2012-03-30
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    • Author(s)
      藤井将人
    • Organizer
      日本薬学会第132年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2012-03-30
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  • [Presentation] 平滑筋臓器におけるCa^<2+>クロックとペースメーキング機能2012

    • Author(s)
      今泉祐治
    • Organizer
      第89回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      松本
    • Year and Date
      2012-03-29
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  • [Presentation] 気管上皮繊維細胞における膜電位と細胞内カルシウム濃度の関係2012

    • Author(s)
      大羽輝弥
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-16
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    • Author(s)
      丸山史登
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-15
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    • Author(s)
      大矢進
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-15
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    • Author(s)
      大城隼也
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-15
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    • Author(s)
      鈴木良明
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-15
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  • [Presentation] 前立腺肥大モデルラットの移植排尿生殖洞における大コンダクタンスカルシウム活性化カリウムチャネル発現2012

    • Author(s)
      丹羽里実
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-15
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  • [Presentation] 一発の活動電位発生により細胞死を起こす遺伝子改変導入細胞を用いた電位依存性K^+チャネルスクリーニング法の開発2012

    • Author(s)
      藤井将人
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-15
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    • Author(s)
      清田恵子
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-14
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  • [Presentation] 脳血管内皮細胞の細胞増殖におけるCRACチャネルの寄与2012

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      鬼頭宏彰
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      京都
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      2012-03-14
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      Junya Ohshiro
    • Organizer
      The 1st HD Physiology International Symposium : Integrative Multi-level Systems Biology for In silico Cardiology and Pharmacokinetics
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2012-01-21
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    • Author(s)
      鬼頭宏彰
    • Organizer
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      岡崎
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      山村寿男
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      徳島
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      鬼頭宏彰
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      徳島
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      山村寿男
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    • Author(s)
      鈴木良明
    • Organizer
      第54回日本平滑筋学会総会
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      東京
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      伊奈山宗典
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    • Author(s)
      藤井将人
    • Organizer
      第119回日本薬理学会近畿部会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-07-08
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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/ysg/index.html

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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