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筋肉熱シグナリング破綻・暴走の個体解析

計画研究

研究領域筋肉トランススケール熱シグナリング
研究課題/領域番号 22H05055
研究種目

学術変革領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

山澤 徳志子  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00282616)

研究分担者 村山 尚  順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (10230012)
研究期間 (年度) 2022-05-20 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
27,560千円 (直接経費: 21,200千円、間接経費: 6,360千円)
2024年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
キーワード熱シグナリング / 骨格筋 / リアノジン受容体 / 悪性高熱症 / 顕微解析システム / カルシウム
研究開始時の研究の概要

本計画研究A03班は、体温上昇を数分で起こすモデル動物を用いて、生体分子レベルで生じるナノ空間の発熱が、細胞小器官、細胞、臓器、個体レベルでの温度と機能に与える影響(特に悪影響)を、A01-02班のツールを利用しながら、熱産生器官である筋肉において明らかにする。

研究実績の概要

本計画研究A03班の役割は、A01班、A02班のツールを活用し、熱シグナルの破綻が生命システムに及ぼす影響や生理的意義を追求することにある。熱と密接に関わる悪性高熱症(MH)・熱中症を対象に、細胞内や生体内での生体分子の熱感受性や熱発生を顕微鏡イメージングで明らかにし、その影響を生理学的に突き詰め、また得られた知見に基づいた治療戦略を追求する。このために、①MHモデルマウス骨格筋細胞の熱暴走仮説の検証、②MHモデルマウス骨格筋細胞の体温上昇機構の解明、③筋肉熱シグナリングに基づく治療薬のスクリーニングの3つの研究計画を立案している。
今年度は、②の研究内容を実施した。生きたMHモデルマウスの体温上昇中に、骨格筋をin vivo蛍光イメージングする正立顕微鏡システムの構築を行った。昨年度に実施した研究計画①の成果を生体内の骨格筋で可視化するために、遺伝子型の蛍光プローブを骨格筋に発現させるための実験系の構築に着手した。エレクトロポレーターを使用することで、骨格筋に安定的に遺伝子を導入することが可能となった。さらに、生きたマウスの骨格筋を乾燥させずに正立顕微鏡下で観察できるように工夫を加えた。A02班から提供されたプラスミドを骨格筋に発現させ、筋肉の最小単位であるサルコメアの可視化に成功した。現在、呼吸による動きを最小限に抑えるための改善を進めている。
さらに、前年度に実施した研究計画①の研究成果が評価され、4件の招待講演を行った(そのうち2件は国際学会)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2年目の研究計画が順調に進捗している。また前年度の研究成果が評価され国際学会で招待講演を行ったため。

今後の研究の推進方策

A03班の個別の課題を推進する。また、引き続きA01班、A02班と連携して研究期間内に最大限の成果が得られるよう努める。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Trans-scale thermal signaling in biological systems2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Madoka、Liu Chujie、Oyama Kotaro、Yamazawa Toshiko
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 174 号: 3 ページ: 217-225

    • DOI

      10.1093/jb/mvad053

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heat-hypersensitive mutants of ryanodine receptor type 1 revealed by microscopic heating2022

    • 著者名/発表者名
      Oyama Kotaro、Zeeb Vadim、Yamazawa Toshiko、Kurebayashi Nagomi、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Murayama Takashi、Oyamada Hideto、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、Nishino Ichizo、Harada Yoshie、Fukuda Norio、Ishiwata Shin’ichi、Suzuki Madoka
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 32

    • DOI

      10.1073/pnas.2201286119

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mice with R2509C-RYR1 mutation exhibit dysfunctional Ca2+ dynamics in primary skeletal myocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Yoshitaka、Oyama Kotaro、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Tachibana Toshiaki、Manome Yoshinobu、Kikuchi Emi、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、Nishino Ichizo、Mori Shuichi、Ishida Ryosuke、Kagechika Hiroyuki、Suzuki Madoka、Fukuda Norio、Yamazawa Toshiko
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology

      巻: 154 号: 11

    • DOI

      10.1085/jgp.202213136

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Functional analysis of Ca2+ signaling in a mouse model of malignant hyperthermia2024

    • 著者名/発表者名
      Toshiko Yamazawa, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Kotaro Oyama, Madoka Suzuki
    • 学会等名
      Biophysical Society 68th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 悪性高熱症モデルマウス骨格筋における細胞内Ca2+シグナリング2024

    • 著者名/発表者名
      山澤德志子
    • 学会等名
      日本生理学会第101回記念大会 他学会連携委員会企画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モデル動物を用いた筋肉熱シグナリング破綻の個体解析2023

    • 著者名/発表者名
      山澤德志子
    • 学会等名
      日本体力医学会特別大会-2023東京シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MHモデルマウスにおける熱誘導性Ca2+放出機構と細胞内温度変化2023

    • 著者名/発表者名
      山澤德志子
    • 学会等名
      生理研研究会「細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dysfunctional muscle Ca2+-thermal signaling in MH model mice2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiko Yamazawa, Kotaro Oyama, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Yoshitaka Tsuboi, Satoru Noguchi, Norio Fukuda, Madoka Suzuki
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Muscle: Excitation-Contraction Coupling
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧走査電子顕微鏡(ASEM)による組織における分泌顆粒のイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      山澤德志子、佐藤主税
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第79回学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dysfunctional muscle Ca2+-thermal signaling in malignant hyperthermia model mice.2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiko Yamazawa
    • 学会等名
      Australian Physiological Society (AuPS2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characterization of type 1 ryanodine receptor knock-in mice with malignant hyperthermia-associated mutations.2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiko Yamazawa
    • 学会等名
      The 10th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DYSFUNCTIONAL CA2+ DYNAMICS IN PRIMARY SKELETAL MYOCYTES FROM R2509C-RYR1 MICE2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Tsuboi, Kotaro Oyama, Fuyu Kobirumaki-Shimozawa, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Toshiaki Tachibana, Yoshinobu Manome, Emi Kikuchi, Madoka Suzuki, Norio Fukuda, Toshiko Yamazawa
    • 学会等名
      Biophysical Society 67rd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規モデル動物を用いた骨格筋における1型リアノジン受容体の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      山澤 德志子
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋における熱によるカルシム放出2022

    • 著者名/発表者名
      山澤 德志子
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dysfunctional muscle thermal signaling2022

    • 著者名/発表者名
      山澤 德志子
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-05-25   更新日: 2024-12-25  

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