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筋細胞微細器官の三次元モデル構築及び筋収縮時における構造変化のリアルタイム観察法

研究課題

研究課題/領域番号 11558003
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 体育学
研究機関鹿屋体育大学

研究代表者

竹倉 宏明  鹿屋体育大学, 体育学部, 教授 (00206963)

研究分担者 春日 規克  愛知教育大学, 教育学部, 教授 (60152659)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2000年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1999年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
キーワード骨格筋 / 興奮収縮連関 / 筋小胞体 / T管 / 運動 / トライアド / 立体構造 / 電子顕微鏡 / 筋収縮 / 筋細胞内膜系 / 細胞内微細器官
研究概要

ヒトの身体は、構造かつ機能的に関連を持った細胞が集まって組織、器官を形成して生命活動を営んでいる。細胞の微細構造を観察する組織化学的手法は、細胞を固定して顕微鏡を用いて観察する方法が主流である。しかし、細胞は固定された時点で「動く」機能を失う場合が多く、また元来立体構造を有して生命活動を営んでいる細胞の構造を平面的に観察する方法が一般的である。近年、共焦点レーザー走査蛍光顕微鏡(CLSM)の急速な発展に伴い、細胞機能を肉眼的にリアルタイムで観察する試みも報告されている。さらにこの技術を発展させ、観察した細胞を画像処理により立体構築し、リアルタイムで機能変化を観察する試みも報告されている。本研究では、骨格筋細胞の横行小管(T管)、筋小胞体(SR)、トライアド、ミトコンドリアなどの微細器官を画像処理により立体構築し、筋収縮に伴う構造変化を観察すると同時に、Ca^<2+>トランジェントなどの機能をリアルタイムで観察する試みを行った。トライアドは、筋細胞が収縮中している最中にZ線方向に可逆的に移動し、弛緩に伴いZ線から離れるという構造様式の変化が観察された。また、この変化は収縮張力の大きさと関係し、発揮張力が大きいほど移動距離が大きかった。カフェインやキニーネにより筋細胞を強縮させた際には、ミトコンドリア中のCa^<2+>濃度が一過性に上昇し、SR中のCa^<2+>濃度が低下したが、ミトコンドリアやSR自体の構造、形態的特性に変化は見られなかった。筋細胞内の微細器官は発育、運動、不活動などによって比較的容易にその構造及び筋細胞内での形態的特徴を変化させることが報告されている。これらの変化は、発育、運動、不活動などによって細胞内環境が変化し、それに伴いサイトカイン、IGF等の細胞内情報伝達機構が変化した結果生じた可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] Takekura, H.: "Sequential docking, molecular differentiation, and positioning of T-tubule/SR junctions in developing mouse skeletal muscle"Dev. Biol.. 239. 204-214 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takekura, H.: "Eccentric exercise-induced morphological changes in the membrane systems involved in excitation-contraction coupling in rat skeletal muscle"J. Physiol.. 533. 571-583 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Protasi, F.: "RyR1 and RyR3 gave different roles in the assembly of calcium release units of skeletal muscle"Biophys. J.. 79. 2494-2508 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takekura, H.: "Correct targeting of dihydropyridine receptors and triadin in dyspedic mouse skeletal muscle in vivo"Dev. Dynamics. 214. 372-380 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takekura, H.: "Differential response of the membrane systems involved in excitation-contraction coupling to early and later postnatal denervation in rat skeletal muscle"J. Muscle Res. Cell Motility. 20. 279-289 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 竹倉広明: "筋収縮の最近の知見〜興奮収縮連関の機能を担う筋細胞内膜系とCa^<2+>チャンネル〜"体力科学. 48. 315-326 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 竹倉広明(分担執筆): "運動分子生物学"大日方 昴(監修),山田 茂・後藤勝正(編集) 有限会社ナップ(発行). 305 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takekura,H: "Sequential docking, molecular differentiation and positioning of T-Tubule/SR junctions in developing mouse skeletal muscle"Dev. Biol.. 239. 204-214 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takekura,H: "Eccentric exercise-induced morphological changes in the membrane systems involved in excittaion-contraction coupling in rat skeletal muscle"J. Physiol.. 533. 571-583 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Protasi,F.: "RyR1 and RyR3 have different roles in the assembly of calcium release units of skeletal muscle"Biophys. J.. 79. 2494-2508 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takekura,H.: "Correct targeting of dihydropyridine receptors and triadin in dyspedic mouse skeletal muscle in vivo"Dev. Dynamics. 214. 372-380 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takekura,H.: "Differential response of the membrane systems involved in excitation-contraction coupling to early and later postnatal denervation in rat skeletal muscle"Muscle Res. Cell Motility. 20. 279-289 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takekura, H.: "Sequential docking, molecular differentiation, and positioning of T-tubule/SR junctions in developing mouse skeletal muscle"Dev.Biol.. 239. 204-214 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takekura, H.: "Eccentric exercise-induced morphological changes in the membrane systems involved in excitation-contraction coupling in rat skeletal muscle"J.Physiol.. 533. 571-583 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 春日規克: "伸張性収縮による筋損傷・回復期の機能と形態変化"愛知教育大学研究報告. 50. 53-59 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 春日規克: "発育期の骨格筋に対する至適運動に関する研究"体力科学. 50. 55-57 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Protasi,F.,Takekura,H.,Wang.Y., et al.: "RyRl and RyR3 gave different roles in the assembly of calcium release units of skeletal muscle."Biophys.J.. 79. 2494-2508 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 平野朋枝,春日規克: "伸張性収縮より引き起こされる筋線維の損傷-骨格筋の構造及び筋線維タイプとの関係から-"岡崎短期大学紀要. 33. 143-150 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 春日規克,山下晋,小笠原仁美 他: "加負荷式回転車輪によるラット自発走特性と骨格筋への効果."体力科学. 48. 99-110 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takekura,H.,Kasuga,N.: "Differential response of the membrane systems involved in excitation-contraction coupling to early and later postnatal denervation in rat skeletal muscle."J.Muscle Res.Cell Motility. 20. 279-289 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 竹倉宏明(分担執筆): "運動分子生物学"大日方昴(監修),山田茂,後藤勝正(編集)有限会社ナップ(発行). 305 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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