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機械受容チャネルによる動的心筋バイオメカニクス制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15338
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分48020:生理学関連
研究機関名古屋市立大学 (2022-2023)
旭川医科大学 (2021)

研究代表者

山口 陽平  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (40831912)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードメカノバイオロジー / フランク・スターリング機構 / TRPCチャネル / 心筋細胞 / 亜鉛 / TRPC / バイオメカニクス / TRPチャネル / メカニカルストレス / 機械受容チャネル
研究開始時の研究の概要

心臓の収縮・弛緩に伴う伸展や圧力といったメカニカルストレスは、心筋の動的バイオメカニクスを大きく変化させる。しかし、伸展というメカニカルストレスが心筋の収縮力を時空間依存的に制御するメカニズムの全容は未だ明らかではない。本研究では、機械受容チャネルであるTRPC6に着目し、マウス心臓から単離した心筋細胞への伸展負荷実験やマウス生体を用いた容量負荷心臓モデル実験でのTRPC6の遺伝子欠損による影響を詳細に調べることで、急性伸展刺激により心筋で誘発されるフランク・スターリング現象の分子制御メカニズムを解き明かす。

研究成果の概要

心臓の収縮・弛緩に伴うメカニカルストレスは、心筋の動的バイオメカニクスを大きく変化させるが、その制御機構の全容は未だ明らかではない。本研究では、機械受容チャネルであるTRPC6に着目し、マウス心臓から単離した心筋細胞への伸展負荷実験やマウス生体を用いた容量負荷心臓モデル実験でのTRPC6の欠損による影響を調べ、急性伸展刺激により心筋で誘発される収縮力増加反応(フランク・スターリング現象)の分子メカニズムの解明を目指した。心筋細胞レベルと個体レベルの実験を組み合わせた結果、TRPC6が細胞内亜鉛濃度を一定レベルに保ち、フランク・スターリング現象の制御に関わっていることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生理的な心臓において、TRPC6は細胞内亜鉛濃度を制御し、心筋の収縮力増大機構を抑制的に制御していると考えられる。そのため、TRPC6に対する特異性が高く心毒性が少ない阻害剤が開発できれば、TRPC6の阻害により心筋の細胞胞内亜鉛濃度を増大させ、収縮力を増大する新規作用機序の強心薬開発につながる可能性がある。これまでの強心薬では成し遂げられなかった心不全の生命予後を大きく改善する強心薬開発につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 高圧力顕微鏡による心筋細胞の収縮イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      西山 雅祥,山口 陽平,金子 智之,森松 賢順
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 55 ページ: 1134-1136

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高静水圧で誘発される心筋細胞の緩やかな収縮現象2023

    • 著者名/発表者名
      YAMAGUCHI Yohei、MORIMATSU Masatoshi
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 63 号: 5 ページ: 261-262

    • DOI

      10.2142/biophys.63.261

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Afterコロナ,After北海道2023

    • 著者名/発表者名
      山口陽平
    • 雑誌名

      日本生理学会雑誌

      巻: 85 ページ: 64-65

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Myocardial TRPC6-mediated Zn2+ influx induces beneficial positive inotropy through beta-adrenoreceptors.2022

    • 著者名/発表者名
      Oda S, Nishiyama K, Furumoto Y, Yamaguchi Y, Nishimura A, Tang X, Kato Y, Numaga-Tomita T, Kaneko T, Mangmool S, Kuroda T, Okubo R, Sanbo M, Hirabayashi M, Sato Y, Nakagawa Y, Kuwahara K, Nagata R, Iribe G, mori Y, Nishida M.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 12 号: 1 ページ: 6374-6374

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34194-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High hydrostatic pressure induces slow contraction in mouse cardiomyocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Yohei、Nishiyama Masayoshi、Kai Hiroaki、Kaneko Toshiyuki、Kaihara Keiko、Iribe Gentaro、Takai Akira、Naruse Keiji、Morimatsu Masatoshi
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 121 号: 17 ページ: 3286-3294

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2022.07.016

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hereditary Xerocytosis: Differential Behavior of PIEZO1 Mutations in the N-Terminal Extracellular Domain Between Red Blood Cells and HEK Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Yohei、Allegrini Benoit、Rapetti-Mauss Raphael、Picard Veronique、Garcon Loic、Kohl Peter、Soriani Olivier、Peyronnet Remi、Guizouarn Helene
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 12

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.736585

    • 関連する報告書
      2021 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] TRPC6 modulates Zinc mobilization to regulate stretch-induced increases in myocardial contractility2024

    • 著者名/発表者名
      Yohei Yamaguchi, Toshiyuki Kaneko, Keiji Naruse, Gentaro Iribe, Susumu Ohya
    • 学会等名
      The 2024 Biophysical Society Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウス心筋細胞におけるTRPC6による力学特性の制御機構2023

    • 著者名/発表者名
      山口 陽平,金子 智之,成瀬 恵治,大矢 進,入部 玄太郎
    • 学会等名
      第17回トランスポーター研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マウス心筋細胞の力学特性に対するTRPC6ノックアウトの影響2023

    • 著者名/発表者名
      山口 陽平,金子 智之,成瀬 恵治,大矢 進,入部 玄太郎
    • 学会等名
      生理学研究所研究会「TRP研究会2023」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マウス心筋のTRPC6によるZn2+を介した伸展誘発性収縮力増加反応の制御2023

    • 著者名/発表者名
      山口 陽平,金子 智之,入部 玄太郎,大矢 進
    • 学会等名
      第97回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of TRPC6 augments Frank-Starling mechanism in mouse cardiomyocyte2023

    • 著者名/発表者名
      Yohei Yamaguchi, Kaneko Toshiyuki, Iribe Gentaro
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Potential role of TRPC6 channels on single cell mechanics in mouse cardiomyocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Yohei Yamaguchi, Toshiyuki Kaneko, Keiji Naruse, Gentaro Iribe
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高静水圧で誘発されるマウス心筋細胞の緩徐な収縮現象2022

    • 著者名/発表者名
      山口陽平, 西山雅祥, 甲斐寛彬, 金子智之, 貝原恵子, 入部玄太郎, 高井章, 成瀬恵治, 森松賢順
    • 学会等名
      第102回 日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス心筋細胞で認める高静水圧誘発性緩徐収縮2022

    • 著者名/発表者名
      Yohei Yamaguchi, Masayoshi Nishiyama, Hiroaki Kai, Toshiyuki Kaneko, Keiko Kaihara, Gentaro Iribe, Akira Takai, Keiji Naruse, Masatoshi Morimatsu
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス心筋細胞における伸展誘発性張力変化現象におけるTRPC6の役割2022

    • 著者名/発表者名
      山口陽平, 金子智之, 入部玄太郎
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高静水圧で誘発される心筋細胞の緩徐な収縮現象2022

    • 著者名/発表者名
      山口陽平, 西山雅祥, 甲斐廣彬, 金子智之, 入部玄太郎, 成瀬恵治, 森松賢順
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧力により誘発される心筋細胞の非典型的収縮2021

    • 著者名/発表者名
      山口陽平, 西山雅祥, 金子智之, 入部玄太郎, 成瀬恵治, 森松賢順
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧力下で誘起される心筋細胞の収縮運動2021

    • 著者名/発表者名
      山口陽平, 西山雅祥, 金子智之, 入部玄太郎, 成瀬恵治, 森松賢順
    • 学会等名
      第62回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋市立大学大学院医学研究科薬理学分野ホームページ

    • URL

      http://www.med.nagoya-cu.ac.jp/pharma.dir/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 旭川医科大学生理学講座自律機能分野ホームページ

    • URL

      https://www.asahikawa-med.ac.jp/dept/mc/phys1/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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