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バネ分子コネクチンによる心臓メカニクス制御機構解明と心不全治療への展開

研究課題

研究課題/領域番号 17H00859
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関川崎医科大学

研究代表者

毛利 聡  川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)

研究分担者 塚田 孝祐  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00351883)
花島 章  川崎医科大学, 医学部, 講師 (70572981)
橋本 謙  川崎医科大学, 医学部, 准教授 (80341080)
氏原 嘉洋  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80610021)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
37,830千円 (直接経費: 29,100千円、間接経費: 8,730千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2017年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
キーワード拡張機能 / 心不全 / コネクチン / 光ピンセット / X線位相差CT / 心室拡張機能 / タイチン / 心臓メカニクス / 心室拡張能 / 拡張障害性心不全 / 冠循環 / 拡張機能障害 / 心臓拡張機能 / コネクチン(タイチン) / 心機能 / 酸素環境 / 心筋カルシウム動態
研究成果の概要

横紋筋(心筋・骨格筋)において機能するバネ分子コネクチン(タイチン)はその大きさ故にその力学的な評価法の開発や他の細胞内機能解明が困難であった。本研究では、バキュロウイルスを用いた巨大分子(Novex-3, 650kD)の培養心筋細胞への発現に成功し、コネクチン分子の力学特性評価のための光ピンセットによる張力測定系を確立した。また、心臓レベルの評価法としてX線位相差CTによる非固定心臓標本の圧力と形態情報を統合した評価法についても検討し、既存の研究手法では得られない生体情報を取得出来た。個体レベルの評価としてはモノクロタリン投与モデルを用いてコネクチン発現の病期による変化を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

心臓は収縮と拡張を繰り返す血液ポンプであり、収縮が障害される心不全の病態解明や治療法開発は急速に進んできた。一方、近年になり拡張障害性心不全の重要性が認識されてきたが、その病態には不明な点も多い。心臓の拡張機能を規定するバネ分子:コネクチンは生体内最大の分子であり、その機能評価のためには分子生物学的手法から生体医工学的な手法まで学際的に取り組む必要がある。本研究ではコネクチンを軸とした心臓機能制御システムの解明に取り組み、培養細胞への巨大分子発現や分子張力測定システムの構築、X線位相差CTによる非固定組織の可視化法開発に成功し、既存の方法論では得られなかった生体情報を取得することが出来た。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nuclear connectin novex-3 promotes proliferation of hypoxic foetal cardiomyocytes.2018

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto K, Kodama A, Sugino M, Yobimoto T, Honda T, Hanashima A, Ujihara Y, Mohri S.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 8(1) 号: 1 ページ: 12337-12337

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30886-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Turtle spongious ventricles exhibit more compliant diastolic propertyand possess larger elastic regions of connectin in comparison to ratcompact left ventricles2018

    • 著者名/発表者名
      Honda T, Ujihara Y, Hanashima A, Hashimoto K, Tanemoto K, and Mohri S.
    • 雑誌名

      Kawasaki Medical Journal

      巻: 44(1) ページ: 1-17

    • DOI

      10.11482/KMJ-E44(1)1

    • ISSN
      0385-0234, 2434-3404
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 進化とともに高弾性化する脊椎動物心臓:バネ分子コネクチンの一次構造決定による心室機械特性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      花島章, 氏原嘉洋, 岩佐真衣, 児玉彩, 橋本謙, 毛利聡
    • 学会等名
      第58回生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 筋弾性蛋白質コネクチンの軟骨魚綱における独自進化2019

    • 著者名/発表者名
      花島章、氏原嘉洋、岩佐真衣、多田麻友子、大平桃子、木元弥咲、児玉彩、橋本謙、毛利聡
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 軟骨魚類心臓コネクチンの構造2019

    • 著者名/発表者名
      花島章,氏原嘉洋,大平桃子,岩佐真衣,児玉彩,橋本謙,毛利聡
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nuclear connectin novex-3 is essential for proliferation of hypoxic fetal cardiomyocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Hashimoto, Aya Kodama, Miki Sugino, Tomoko Yobimoto, Takeshi Honda, Akira Hanashima, Yoshihiro Ujihara, Satoshi Mohri
    • 学会等名
      9th FAOPS (Federation of Asian and Oceanian Physiological Society)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolutional relationship between hearts and elastic protein connectins2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Hanashima, Yoshihiro Ujihara, Mayuko Tada, Mai Iwasa, Aya Kodama, Takeshi Honda, Ken Hashimoto, Satoshi Mohri
    • 学会等名
      9th FAOPS (Federation of Asian and Oceanian Physiological Society)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of cardiomyocyte kinetics of rat left ventricle and turtle ventricle2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ujihara, Akira Hanashima, Takeshi Honda, Aya Kodama, Ken Hashimoto, Satoshi Mohri
    • 学会等名
      9th FAOPS (Federation of Asian and Oceanian Physiological Society)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Connectin novel-3 enhances cardiomyocyte proliferation in hypoxic fetal environment.2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Hashimoto, Aya Kodama, Miki Sugino, Tomoko Yobimoto, Takeshi Honda, Akira Hanashima, Yoshihiro Ujihara, Satoshi Mohri
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Extension restriction of coronary circulation hearts by shortening of the elastic protein connectin2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Hanashima, Ken Hashimoto, Yoshihiro Ujihara, Aya Kodama, Miki Sugino, Tomoko Yobimoto, Takeshi Honda, Satoshi Mohri
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 軟骨魚類心臓の構造と弾性蛋白質コネクチンの独自進化2018

    • 著者名/発表者名
      花島章, 氏原嘉洋, 多田麻友子, 岩佐真衣, 児玉彩, 本田威, 橋本謙, 毛利聡
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 心室における筋弾性蛋白質コネクチンの脊椎動物種間比較と生理学・進化的意義2018

    • 著者名/発表者名
      花島章, 氏原嘉洋, 本田威, 多田麻友子, 岩佐真衣, 児玉彩, 橋本謙, 毛利聡
    • 学会等名
      第4回日本筋学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ラットとカメの心室心筋細胞の引張特性の比較2018

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 花島 章, 本田 威, 児玉 彩, 橋本 謙, 毛利 聡
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 軟骨魚類冠循環心臓とコネクチンの独自進化2018

    • 著者名/発表者名
      花島章,氏原嘉洋,岩佐真衣,多田麻友子,児玉彩,本田威,橋本謙,毛利聡
    • 学会等名
      日本動物学会第89回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コネクチンI帯弾性領域の構造と脊椎動物心臓進化2018

    • 著者名/発表者名
      花島章, 橋本謙, 氏原嘉洋, 毛利聡
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冠循環心臓におけるコネクチン弾性構造の短縮2018

    • 著者名/発表者名
      花島章, 橋本謙, 氏原嘉洋, 本田威, 児玉彩, 呼元知子, 杉野充希, 毛利聡
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ラットの緻密心筋とカメのスポンジ状心筋の拡張性の比較2018

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 花島 章, 本田 威, 児玉 彩, 橋本 謙, 毛利 聡
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冠循環の血流特性による心臓弾性蛋白質コネクチンの短縮2017

    • 著者名/発表者名
      花島章,橋本謙,氏原嘉洋,本田威,児玉彩,呼元知子,杉野充希,毛利聡
    • 学会等名
      第40回日本バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 伸びることを拒んできた私達哺乳類の心臓:心室拡張機能の進化的考察2017

    • 著者名/発表者名
      本田 威, 田村 太志, 花島 章, 氏原 嘉洋, 山澤 隆彦, 古川 博史, 橋本 謙, 渡部 芳子, 柚木 靖弘, 田淵 篤, 種本 和雄, 毛利 聡
    • 学会等名
      第110回日本循環器学会中国・四国合同地方会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物心臓進化とコネクチン弾性構造2017

    • 著者名/発表者名
      花島章、橋本謙、氏原嘉洋、本田威、児玉彩、呼元知子、杉野充希、毛利聡
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物コネクチンの弾性構造決定による冠循環心臓の進化解明2017

    • 著者名/発表者名
      花島章、橋本謙、氏原嘉洋、本田威、児玉彩、呼元知子、杉野充希、毛利聡
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 川崎医科大学・生理学1 ホームページ

    • URL

      https://physiology1kawasak.wixsite.com/website-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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