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生理的および病的なメカノトランスダクションにおけるNOX4の役割

研究課題

研究課題/領域番号 17K01359
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関岡山大学

研究代表者

貝原 恵子  岡山大学, 医学部, 技術専門職員 (60638641)

研究分担者 入部 玄太郎  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (90284885)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードNADPH oxidase 4 / 活性酸素(ROS) / メカノトランスダクション / 単離心筋細胞 / 圧負荷 / 心不全 / NADPH oxidase 4(NOX4) / 活性酸素(ROS) / NOX4 / 活性酸素( ROS ) / 生理学 / 循環器・高血圧 / 生理活性
研究成果の概要

近年心筋細胞において伸展刺激によりNOX2由来のROSがCa2+動態を修飾することが証明されたが、同族NOX4の関与は不明である。そこで、独自のカーボンファイバーを用いた単離心筋細胞伸展システムを用いて、NOX4が生理的・病態生理的メカノトランスダクションに及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
本研究より急性的な伸展刺激による負荷応答に対しNOX2と異なるメカニズムでNOX4由来のROSが収縮力の増加に関与していることが明らかとなった。また、慢性的な負荷に対してもNOX4が関与がする結果が得られたが、詳細解明のためには今後のさらなる研究が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ROSは、様々な疾患や老化などに影響する負のイメージが強いが、実は生体防御機構である免疫や細胞の分化などに関与する生命活動に非常に重要な生理活性物質である。心臓においては、前負荷増大時に収縮力が増加するというフランク・スターリングの法則に、ROSが関与しており、心臓生理を理解する上ではROSは重要な生理活性物質となる。
本研究結果より明らかとなったNOX4由来のROSのフランク・スターリングの法則への関与は、今後の心臓生理を理解する上で非常に重要である。また、慢性的な圧負荷に関するNOX4の関与解明は、心不全治療への応用となりうる可能性があることから今後のさらなる研究に期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Ischemia Enhances the Acute Stretch-Induced Increase in Calcium Spark Rate in Ventricular Myocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Breanne A. Cameron, Hiroaki Kai, Keiko Kaihara, Gentaro Iribe and T. Alexander Quinn
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 11 ページ: 289-298

    • DOI

      10.3389/fphys.2020.00289

    • 関連する報告書
      2019 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] Mechano-sensitivity of mitochondrial function in mouse cardiac myocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Iribe Gentaro、Kaihara Keiko、Yamaguchi Yohei、Nakaya Michio、Inoue Ryuji、Naruse Keiji
    • 雑誌名

      Progress in Biophysics and Molecular Biology

      巻: 130 ページ: 315-322

    • DOI

      10.1016/j.pbiomolbio.2017.05.015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Effects of NADPH oxidase (NOX) 4 on single cell mechanics in mouse ventricular cardiomyocytes.2020

    • 著者名/発表者名
      貝原恵子、成瀬恵治、入部玄太郎
    • 学会等名
      第97回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 心筋バイオメカニクス制御におけるプリン作動性シグナリングの役割2019

    • 著者名/発表者名
      赤嶺透子、貝原恵子、桂大輔、成瀬恵治、入部玄太郎
    • 学会等名
      第42回 日本生体医工学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウス心筋の伸展誘発性活性酸素産生およびミトコンドリア過分極におけるパネキシンヘミチャネルの役割2019

    • 著者名/発表者名
      桂大輔、貝原恵子、赤嶺透子、成瀬恵治、入部玄太郎
    • 学会等名
      第71回 日本生理学会中国四国地方会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Role of pannexin hemichannel on stretch-induced mitochondrial hyperpolarization in cardiomyocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Katsura, Gentaro Iribe, Keiko Kaihara, Keiji Naruse.
    • 学会等名
      9th FAOPS CONGRESS
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single cell mechanics effects of NADPH oxidase (NOX) 4 in mouse ventricular cardiomyocytes.2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kaihara, Gentaro Iribe, Hiroaki Kai, Keiji Naruse.
    • 学会等名
      第56回 生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of stretch-induced reactive oxygen species on single cell mechanics in mouse ventricular cardiomyocytes.2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kaihara, Gentaro Iribe ,Yohei Hayama, Hiroaki Kai, Keiji Naruse
    • 学会等名
      第95回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of stretch-induced reactive oxygen species on calcium handling in mouse ventricular cardiomyocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kai, Gentaro Iribe, Keiko Kaihara, Yohei Yamaguchi, Keiji Naruse
    • 学会等名
      第95回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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