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力伝達障害としての拡張型心筋症の病態メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19659197
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 循環器内科学
研究機関東京大学

研究代表者

杉浦 清了  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (10272551)

研究分担者 山下 尋史  東京大学, 医学部・附属病院, 講師 (50323572)
久田 俊明  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40126149)
渡邊 浩志  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 講師 (10282500)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2008年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2007年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード拡張型心筋症 / 心筋細胞 / 機械刺激 / 微小操作
研究概要

原子間力顕微鏡(AFM)を用いて心筋細胞の押し込み試験を行ったところ2ミクロンの周期を持つ押し込み剛性のピークを観察した。この剛性は細胞骨格の主要な要素である微小管(チューブリン)を脱重合するコルヒチン処理によっては変化しなかったが浸透圧ショックによってT管構造を破壊したところ消失した。またこの際細胞膜のAFM観察を行ったところT管の開口部とそれらをつなぐz-grooveと呼ばれる構造が消失していた。細胞膜のみで構造を支えることは当然考えられないためその近傍にあるタンパクに注目し蛍光抗体法によって構造を観察した。T管の破壊は筋原線維を横に連結するデスミンやZ帯を構成するαアクチニンなどには変化をもたらさなかったが膜の裏打ちタンパクであるスペクトリンの蛍光は低下もしくは消失していた。このことは細胞を横に貫く構造であるT管が裏打ちタンパクとともに構造要素をして機能していることを示している。また筋原線維を単離して同様に押し込み試験を行ったところ緩衝液のカルシウム濃度上昇による剛性の増加が認められたがサルコメア構造を反映した周期性は観察されなかった。したがって現時点では細胞表面の周期性をとサルコメアとの関係は不明でありさらなる検討が必要である。細胞モデルについては細胞内構造を拡張したモデルの開発を行った。特に拡張型心筋症の発症との関連が指摘され介在板に存在するvinculinに注目しその欠失モデルを作成した。細胞モデルにおいて短縮は影響がなかったがこのような細胞から構成される心臓のマルチスケールシミュレーションを行ったところ著明な駆出率の低下が再現され病態形成メカニズム解明に示唆が得られた。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Responses of single ventricular myocytes to dynamic stretching2008

    • 著者名/発表者名
      Nishimura S, Sugiura S, et al.
    • 雑誌名

      Prog Biophys Mol Biol 97

      ページ: 282-297

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The looped heart does not save energy by maintaining the momentum of blood flowing in the ventricle2008

    • 著者名/発表者名
      Watanabe H, Sugiura S, Hisada T
    • 雑誌名

      Am J Physiol 294

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct demonstration of the cross-bridge recobery stroke in muscle filaments in aqueous solution by using the hydration chamber2008

    • 著者名/発表者名
      Sugi H, Sugiura S, et al.
    • 雑誌名

      Poc Natl Acad Sci USA 105

      ページ: 17396-17401

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Responses of single ventricular myocytes to dynamic axial stretching2008

    • 著者名/発表者名
      Nishimura S
    • 雑誌名

      Prog Biophys Mol Biol ((印刷中)掲載確定

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorylation Status of Regulatory Proteins and Functional Characteristics in Myocardium of Dilated Cardiomyopathy of Syrian Hamsters2008

    • 著者名/発表者名
      Ohnuki Y
    • 雑誌名

      J Physiol Sci ((印刷中)掲載確定

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Contribution of structural heterogeneity to stretch-induced arrhythmias examined in ventricular tissue and isolated myocytes.2008

    • 著者名/発表者名
      Seo K, Sugiura S, et al.
    • 学会等名
      The 25^<th> Annual Meeting of International Heart Research Japanese Section
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2008-09-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Is the contractile kysfunction of detubrlated cardiomyocytes caused only by the asynchrony of Ca^<2+> regulation?2008

    • 著者名/発表者名
      Fukano H, Seo K, Nisimura S, Yamasita H, Sugiura S
    • 学会等名
      The 25^th Annual Meeting of International heart Research Japanese Section
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2008-09-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 冠循環と心筋収縮の関係へぼのモデルによるアプローチ A simulation study on the effect of cardiac contraction on the coronary circulation2008

    • 著者名/発表者名
      杉浦 清了、岡田 純一、鷲尾 巧、渡辺 浩志、 久田 俊明
    • 学会等名
      第47回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Structural heterogeneity of the ventricular wall bridges the stretch-induced excitation of cardiac myocytes to the arrhythmias2008

    • 著者名/発表者名
      Seo K, Inagagi M, Sugiura S
    • 学会等名
      第31回心筋代謝研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] T-tubule System is a Major Supporting Structure Against the Transverse Mechanical Stress in Cardiac Myocytes2008

    • 著者名/発表者名
      黒川 洋
    • 学会等名
      第72回 日本循環器学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2008-03-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous imaging of Ca2+ signal and t-tubule structure during contraction of cardiomyocytes for the study of local excitation-contraction coupling2008

    • 著者名/発表者名
      深野 華
    • 学会等名
      第72回 日本循環器学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Responses of Single Ventricular Myocytes to Dynamic Axial Stretching2008

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      第72回 日本循環器学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Multi-scale, multi-physics heart simulator as a tool to link bench and bedside.2008

    • 著者名/発表者名
      Sugiura S, et al.
    • 学会等名
      Mendel Symposiium II Genes and the Heart, from bench to bedside
    • 発表場所
      Chateau Liblice, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] AFM・CLSM重ね合わせによる心筋細胞のT管構造の可視化2007

    • 著者名/発表者名
      瀬尾欣也
    • 学会等名
      第16回 日本バイオイメージング学会 学術集会
    • 発表場所
      千葉県野田市
    • 年月日
      2007-10-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sml.k.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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