| 研究課題/領域番号 |
19K22962
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
氏原 嘉洋 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80610021)
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| 研究分担者 |
毛利 聡 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)
中村 匡徳 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20448046)
西辻 光希 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (60770823)
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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 鳥類 / ウズラ / 心筋細胞 / カルシウム / 筋小胞体 / T管膜 / 心臓 / ラット / バイオメカニクス / 循環生理学 / メカノバイオロジー / 哺乳類 / 両生類 / バイオミメティクス / 比較生理学 / 心不全 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々哺乳類の心筋細胞にはT管膜が存在し、この特殊構造は高い心機能を発揮するのに必要不可欠である。重篤な心不全では、T管膜が崩壊していることが知られているが、その根本的な対策は未明である。
鳥類は、哺乳類と同様に高い心機能を有している。しかし驚くべきことに、哺乳類に必須であるT管膜は、鳥類の心筋細胞には存在しない。そこで本研究では、T管膜の崩壊した重篤な心不全に対する革新的な治療戦略の創出に向け、鳥類の心臓を階層的・多面的な視点で解析し、T管膜なしでも高い心機能を発揮する仕組みを明らかにすることを目指す。従来の哺乳類のみの知見に基づく治療とは根本的に異なる戦略の創出につなげたい。
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| 研究成果の概要 |
心筋細胞の収縮・弛緩は，細胞内Ca2+濃度によって制御されている．哺乳類の心筋細胞には特殊な膜構造であるT管膜が存在し，迅速なCa2+濃度変化を実現している．一方，鳥類にはT管膜が存在しないにもかかわらず，心拍数が高いことから，鳥類は哺乳類とは異なるメカニズムで迅速なCa2+濃度変化を実現していると考えられる．本研究では，鳥類のウズラと哺乳類のラットの心筋細胞のCa2+濃度変化を比較した．その結果，ウズラの心筋細胞はラットよりもCa2+排出能力が高く，特に細胞内Ca2+ストアである筋小胞体へのCa2+取り込み能力を強化することで，効率的なCa2+濃度変化を実現していることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
哺乳類の心筋細胞に存在するT管膜は，心筋細胞の収縮・弛緩を制御するCa2+の濃度変化を迅速化し，心臓の高い心拍数を支えています．そのため，T管膜の崩壊は心不全を引き起こします．しかし，鳥類の心筋細胞はT管膜が存在しないにも関わらず，高い心拍数を誇ります．本研究では，鳥類のウズラと哺乳類のラットの心筋細胞のCa2+濃度変化を比較したところ，ウズラの心筋細胞はT管膜がない代わりに，細胞内のCa2+ストアへのCa2+の取り込み能力が非常に高く，結果としてCa2+濃度変化が迅速であることがわかりました．この成果は，T管膜が崩壊した重篤な心不全に対する新たな治療法の開発に繋がる可能性があります．
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