| 研究課題/領域番号 |
19K07286
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分48020:生理学関連
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| 研究機関 | 札幌医科大学 |
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研究代表者 |
當瀬 規嗣 札幌医科大学, 医学部, 教授 (80192657)
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| 研究分担者 |
佐藤 達也 札幌医科大学, 医学部, 助教 (40592473)
一瀬 信敏 札幌医科大学, 医学部, 助教 (60448610)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 胎児心臓 / 心臓代謝 / ミトコンドリア機能 / サルコメア構造 / 胎児循環 / 興奮収縮連関 / 筋原線維 / 心筋 / 発生期 / エネルギー代謝 / ミトコンドリア / 心拍動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
心拍動開始前後の胎児心筋のエネルギー代謝の詳細を特にミトコンドリア 機能に着目し、心拍動維持と興奮収縮連関との関連性について明らかにする。ラットの胎児を用い、遺伝子発現の確認、中間代謝産物の網羅的な評価、酸素消費速度と細胞外酸性化速度の解析、ミトコンドリア複合体の複合体構造の解析、蛋白発現定量、活性酸素種の産生量の定量、走査型電子顕微鏡による心筋ミトコンドリアの形態と分布の評価などを行い心臓拍動開始時のエネルギー代謝を制御する鍵となる分子を同定する。また、心拍動開始直前の心臓原基で解糖系やミトコンドリア呼吸鎖とカルシウムトランジェント、電気活動、および心拍動との関連を解明する。
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| 研究成果の概要 |
心臓がいつ、どのように動きだすのかを明らかにするため、本研究では、ラット胎仔心臓を用いて、心臓拍動開始時の心筋ミトコンドリアの機能と心拍動維持や興奮収縮連関との関連を明らかにすることを目的としている。また、心拍動開始前後で心筋収縮を担う筋原線維やサルコメア構造の変化と関連タンパク質を解析し、心拍動開始期の心筋収縮装置の発達を明らかにすることを目的としている。心拍動開始には低酸素誘導因子（HIF-1α）活性化による代謝の制御が重要な役割を持つことが示唆された。また、心拍動開始直後に見られる未成熟な筋原線維構造と関連タンパク質の発現上昇が最初期の心拍動を構成する重要な因子であることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、生命の源と言える心拍動開始のメカニズムを、実際の心筋細胞を用い、エネルギー代謝の観点から明らかにするものであり、心臓拍動開始前後といった、心筋細胞への分化が決定される重要な時期に、実際の心臓における心臓拍動維持に必要な機構を解明することで再生医療の発展にも寄与できる。また、低酸素環境下でも自動能を維持する心筋細胞の仕組みが分かれば、洞不全症候群など疾患の新しい治療法の開発にも繋がる可能性がある。以上より、本研究は今後臨床応用が期待されている再生医療に実際の心臓の生理学的知見の提供という貢献を行うことができ、独自性・独創性が高く研究価値が高いと考える。
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