| 研究課題/領域番号 |
19H03400
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分48020:生理学関連
|
|---|
| 研究機関 | 福井大学 |
|---|
研究代表者 |
松岡 達 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (00263096)
|
|---|
| 研究分担者 |
竹内 綾子 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (00378704)
竹田 有加里 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (20582159)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
|
|---|
| キーワード | ミトコンドリア / 代謝 / 心臓 / 興奮収縮連関 / 数理モデル / 数理解析 / 心室筋細胞 / 洞房結節細胞 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
心臓の拍動には大量のエネルギーが必要であり、心臓の代謝状態や代謝産物は、エネルギー供給にかかわる重要な因子である。申請者は、エネルギー代謝基質であるピルビン酸が、エネルギー供給のみならず心室筋細胞や洞房結節細胞機能に積極的に関与する可能性を見出した。本研究は、代謝状態や代謝産物が心筋細胞の代謝－興奮－収縮連関を制御する分子メカニズムを明らかにするために、単一細胞代謝イメージングと細胞機能との同時測定、ならび包括的心筋細胞数理モデル構築、解析を行うものである。
|
| 研究成果の概要 |
ミトコンドリアNa+-Ca2+交換電流の測定に世界で初めて成功し、ミトコンドリアNa+-Ca2+交換が起電性で膜電位依存性であることを明らかにした。マウス洞房結節細胞において、ミトコンドリアからNa+-Ca2+交換を介して排出されたCa2+の一部は、筋小胞体に取り込まれ筋小胞体から放出されることで、細胞膜の膜電位発生を修飾し自動能に影響を与えることを明らかにした。ミトコンドリアを介するH+のフラックス及び細胞内pH調節系を組み込んだ新しい心筋細胞代謝―興奮―収縮連関数理モデルを開発した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ミトコンドリアNa+-Ca2+交換に起因する膜電流測定に成功した。これは、ミトコンドリアNa+-Ca2+交換の起電性と膜電位依存性についての長年の議論に終止符を打つ発見である。また、心臓のペースメーカ部位である洞房結節の自動能は、古くは細胞膜の電気現象として説明されていたが、細胞内のミトコンドリアも自動能発生に関わることを明らかにした。
|
