研究課題
挑戦的研究(萌芽)
「平滑筋は、ミオシンの軽鎖がリン酸化されることで、細胞内Caによる収縮調節を受ける」と、種々の教科書で説明される。しかし平滑筋は体内の様々な臓器に分布し、多岐にわたる機能を受け持つ。「多様性に富む全身の平滑筋収縮が、太いフィラメント・ミオシンのリン酸化・脱リン酸化の酵素制御だけで調節されるか？」と疑問に感じられる。そこで本研究では、多様性の根底にある張力発生メカニズムを、細いフィラメント・アクチン側での制御の可能性も含め探索する。組織臓器特異的な細胞内Ca濃度の維持・変動もレシオメトリックCa感受性蛍光タンパクで測定し、収縮の特徴及び含有される収縮タンパクの特徴と関連付ける
平滑筋は全身の様々な組織臓器に分布し機能に応じた多岐に亘る運動を発生する。例えば、気管支や血管では持続的な収縮により気流・血流を調整する。一方、消化管や子宮では相性収縮を発生する。しかしながら体内の様々な臓器の運動特性に関与する平滑筋の収縮・弛緩とその制御メカニズムについて、現在の医学・生理学の教科書は画一的に説明する。そこで本研究では、多様性の根底にある張力発生メカニズムを、細いフィラメント・アクチン側での制御の可能性も含め探索した。組織臓器特異的な細胞内Ca濃度の維持・変動をレシオメトリックCa感受性蛍光タンパクで測定し、その自発性興奮や収縮の特徴と関連付ける研究を行った。
現在の医学・生理学の教科書では、生体の臓器組織において機能に応じた多様な運動を担う平滑筋の興奮・運動特性を画一的なメカニズムで説明する。そこで「多様性の背後には極めて重要な知見が潜む可能性がある」との考えで本研究を行い、方向性を見出すことができた。レシオメトリックCa感受性蛍光タンパクでの計測において、平滑筋細胞内Ca濃度は骨格筋に比べ一般に低かったが、異なる組織臓器間、同じ臓器内の異なる部位で平滑筋Ca濃度に差が認められた。また、特徴的な複合運動を発生する結腸では、その根底には平滑筋自身のCa活動があった。多様な平滑筋サブグループの発現遺伝子と対比することで、新たな予防・治療点が期待できる。
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https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2022/05/post-252.html
