ミトコンドリアＮａ－Ｃａ交換蛋白（ＮＣＬＸ）の構造と機能連関に関する研究

• 研究課題/領域番号: 23390042
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 福井大学 (2013); 京都大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 松岡 達 福井大学, 医学部, 教授 (00263096)
• 研究分担者: 竹内 綾子 福井大学, 医学部, 特命助教 (00378704)
• 連携研究者: 金 鳳柱 徳島大学, 疾患プロテオゲノム研究センター, 助教 (80511823)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2012年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: トランスポーター / ミトコンドリア / カルシウム / 心筋細胞 / リンパ球 / シミュレーション / Na-Ca交換 / 自動能

研究概要

培養Bリンパ球において、ミトコンドリアNa-Ca交換体（NCLX）は、ミトコンドリアCa排出、小胞体Ca量調節、抗原受容体刺激で誘発される小胞体Ca放出、ストア作動性Ca流入、ケモタクシスに関与することが明らかになった。培養心筋細胞（HL-1細胞）においては、リンパ球と同様に、NCLXはミトコンドリアCa排出と筋小胞体Ca量調節に関与するのみならず、細胞収縮周期にも関連することが明らかになった。これらの結果は、Bリンパ球細胞数理モデル、HL-1細胞数理モデル、心臓洞房結節細胞数理モデルにおいて、再現できた。NCLXはミトコンドリアから筋小胞体／小胞体へのCa供与体として作動すると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of chemicals inducing cardiomyocyte proliferation in developmental stage-specific manner with pluripotent stem cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Uosaki H, Magadum A, Seo K, Fukushima H, Takeuchi A, Nakagawa Y, Moyes KW, Narazaki G, Kuwahara K, Laflamme M, Matsuoka S, Nakatsuji N, Nakao K, Kwon C, Kass DA, Engel FB, Yamashita JK
  • 雑誌名: Circ Cardiovasc Genet 巻: 6(6) 号: 6 ページ: 624-33
  • DOI: 10.1161/circgenetics.113.000330
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mitochondrial Na^+-Ca^<2+> exchanger, NCLX, regulates automaticity of HL-1 cardiomyocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 3 号: 1 ページ: 2766-2766
  • DOI: 10.1038/srep02766
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basophils are required for the induction of Th2 immunity to haptens and peptide antigens. (2013)
  • 著者名/発表者名: Otsuka A, Nakajima S, Kubo M, Egawa G, Honda T, Kitoh A, Nomura T, Hanakawa S, Sagita Moniaga C, Kim B, Matsuoka S, Watanabe T, Miyachi Y , Kabashima K.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 号: 1 ページ: 1739-1739
  • DOI: 10.1038/ncomms2740
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondria Na^+-Ca^<2+> exchange in cardiomyocytes and lymphocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim B, Takeuchi A, Koga O, Hikida M, Matsuoka S
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol 巻: 961 ページ: 193-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basophils are required for the induction of Th2 immunity to haptens and peptide antigens. (2013)
  • 著者名/発表者名: Otsuka A
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondria Na+-Ca2+ exchange in cardiomyocytes and lymphocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim B
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol. 巻: 961 ページ: 193-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] NHE-1 blockade reversed changes in calcium transient in myocardial slices from isoproterenol-induced hypertrophied rat left ventricle (2012)
  • 著者名/発表者名: Hattori H, Obata K, Takaki M, 他
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 419 号: 2 ページ: 431-435
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.02.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pivotal role of mitochondrial Na+-Ca2+ exchange in antigen receptor mediated Ca2+ signalling in DT40 and A20 B lymphocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Bongju Kim, Ayako Takeuchi, Orie Koga, Masaki Hikida, Satoshi Matsuoka
  • 雑誌名: J Physiol 巻: 590 号: 3 ページ: 459-474
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2011.222927
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impairment of Ubiquitin-Proteasome System by E334K cMyBPC Modifies Channel Proteins, Leading to Electrophysiological Dysfunction (2011)
  • 著者名/発表者名: Bahrudin U, Morikawa K, Takeuchi A, Kurata Y, Miake J, Mizuta E, Adachi K, Higaki K, Yamamoto Y, Shirayoshi Y, Yoshida A, Kato M, Yamamoto K, Nanba E, Morisaki H, Morisaki T, Matsuoka S, Ninomiya H, Hisatome I
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 413(4) 号: 4 ページ: 857-78
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2011.09.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Requirement of interaction between mast cells and skin dendritic cells to establish contact hypersensitivity (2011)
  • 著者名/発表者名: 大塚篤司、中島沙恵子, 他
  • 雑誌名: Plos One 巻: 6 号: 9 ページ: 229-233
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0025538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minimum information about a cardiac electrophysiology experiment (MICEE) : Standardised reporting for model reproducibility, interoperability, and data sharing (2011)
  • 著者名/発表者名: Quinn, T.A.
  • 雑誌名: Progress in Biophysics & Molecular Biology 巻: 107 号: 1 ページ: 4-10
  • DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2011.07.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient and scalable purification of cardiomyocytes from human embryonic and induced pluripotent stem cells by VCAM1 surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Uosaki H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 2011:6(8) 号: 8 ページ: e23657-e23657
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0023657
  • 査読あり
• [学会発表] リンパ球Ca 応答の数理モデル解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡 達, 金 鳳柱, 竹内 綾子, 古賀 織絵, 疋田 正喜
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会シンポジウム "数理生理学の新たな展開"
  • 発表場所: 鹿児島市(鹿児島大学)
• [学会発表] ミトコンドリアNa-Ca 交換体NCLX を介した心筋ミトコンドリア-筋小胞体Ca クロストークと自動能制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 綾子, 松岡 達
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会シンポジウム"(興奮性細胞におけるオルガネラ特異的なCa^<2+>シグナリングと生体応答"
  • 発表場所: 鹿児島市(鹿児島大学)
• [学会発表] ミトコンドリア-(筋)小胞体Ca^<2+>クロストークと細胞機能連関 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 綾子, 金 鳳柱, 松岡 達
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島市(鹿児島大学)
• [学会発表] 細胞容積調節におけるチャネル・トランスポーターの寄与~包括的心筋細胞数理モデルと細胞生理実験によるイオン・水動態の解明~ (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 松岡達
  • 学会等名: 水シグナル研究会「水シグナリングの分子動態から病態へ」
  • 発表場所: 福井市 アオッサ
• [学会発表] リンパ球Ca応答の数理モデル解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡 達、金 鳳柱、竹内 綾子、古賀 織絵、疋田 正喜
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島市（鹿児島大学）
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリアNa-Ca交換体NCLXを介した心筋ミトコンドリア―筋小胞体Caクロストークと自動能制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 綾子、松岡 達
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島市（鹿児島大学）
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリア―(筋)小胞体Ca2+クロストークと細胞機能連関. (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 綾子、金 鳳柱、松岡 達
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島市（鹿児島大学）
• [学会発表] 細胞容積調節におけるチャネル・トランスポーターの寄与～包括的心筋細胞数理モデルと細胞生理実験によるイオン・水動態の解明～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子、松岡 達
  • 学会等名: 水シグナル研究会
  • 発表場所: 福井市アオッサ
  • 招待講演
• [学会発表] Contribution of Mitochondrial Na^+-Ca^<2+> Exchanger, NCLX, in Making the Cardiac Rhythmicity. A Combination Study of Experiments and Simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
  • 学会等名: The 2nd HD Physiology International Symposium : Multi-Level Systems Biology
  • 発表場所: 東京丸の内MY PLAZA
  • 年月日: 2013-06-28
• [学会発表] Mitochondria-Sarcoplasmic Reticulum Ca^<2+> Communication on the Rhythmicity of Sinoatrial Node Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S, Takeuchi A
  • 学会等名: Cardiac Physiome Workshop 2013
  • 発表場所: Bar Harbor Regency, Bar Harbor, ME
  • 招待講演
• [学会発表] Simulation analyses of the role of NCLX, a mitochondrial Na^+-Ca^<2+> exchanger, on the regulation of automaticity in sinoatrial node cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Matsuoka S
  • 学会等名: Cardiac Physiome Workshop 2013
  • 発表場所: Bar Harbor Regency, Bar Harbor, ME. USA
• [学会発表] Role of mitochondrial NCX on CXCL12-induced chemotaxis in A20 B lymphocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim B, Takeuchi A, Matsuoka S
  • 学会等名: 57th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Philadelphia, USA
• [学会発表] Prolongation of beating rate caused by reduction of NCLX, a mitochondrial Na^+-Ca^<2+> exchanger, in HL-1 cardiomyocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
  • 学会等名: 57th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Philadelphia, USA
• [学会発表] B 細胞の走化性を調節するミトコンドリアNCX (2013)
  • 著者名/発表者名: 金 鳳柱, 竹内 綾子, 松岡 達
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ミトコンドリアNCX(NCLX)による心自動能制御-数理モデル解析による考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 金鳳柱, 松岡達
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Mitochondria-Sarcoplasmic Reticulum Ca2+ Communication on the Rhythmicity of Sinoatrial Node Cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S, Takeuchi A
  • 学会等名: Cardiac Physiome Workshop 2013.
  • 発表場所: Bar Harbor, ME USA
  • 招待講演
• [学会発表] Simulation analyses of the role of NCLX, a mitochondrial Na+-Ca2+ exchanger, on the regulation of automaticity in sinoatrial node cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Matsuoka S
  • 学会等名: Cardiac Physiome Workshop 2013.
  • 発表場所: Bar Harbor, ME USA
• [学会発表] Role of mitochondrial NCX on CXCL12-induced chemotaxis in A20 B lymphocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim B
  • 学会等名: 57th Annual Meeting of Biophysical Society.
  • 発表場所: Philadelphia, USA
• [学会発表] Prolongation of beating rate caused by reduction of NCLX, a mitochondrial Na+-Ca2+ exchanger, in HL-1 cardiomyocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A
  • 学会等名: 57th Annual Meeting of Biophysical Society.
  • 発表場所: Philadelphia, USA
• [学会発表] B細胞の走化性を調節するミトコンドリアNCX (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim B
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ミトコンドリアNCX（NCLX）による心自動能制御―数理モデル解析による考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内 綾子
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Role of mitochondrial NCX on CXCL12-induced chemotaxis in B lymphocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Bongju Kim
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本文化会館(松本市)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] Na+/H+ exchanger-1 blocker treatment reversed changes in calcium transient in (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshita D
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本文化会館(松本市)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] Regulation of cardiomyocyte function via mitochondrial NCX (NCLX) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ayako Takeuchi
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本文化会館(松本市)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Role of mitochondrial Na-Ca exchange on BCR-mediated Ca2+ signalling in B lymphocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Bongju Kim
  • 学会等名: 56th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: サンディエゴ(米国)
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] Fine-Tuning of Cardiac Automaticity by Mitochondria Na^+-Ca^<2+> Exchange (NCLX) (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Matsuoka, Ayako Takeuchi, Bongju Kim
  • 学会等名: 2012 Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: San Diego USA
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanism for NCLX reduction-mediated slowing of cardiomyocyte beating rate (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
  • 学会等名: 2012 Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: San Diego USA
• [学会発表] Role of mitochondrial Na-Ca exchange on BCR-mediated Ca^<2+> signalling in B lymphocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim B, Takeuchi A, Koga O, Hikida M, and Matsuoka S
  • 学会等名: 56th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: San Diego, California, USA
• [学会発表] Regulation of cardiomyocyte function via mitochondrial NCX (NCLX) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B and Matsuoka S
  • 学会等名: シンポジウム「心筋のE-C カップリング : 心機能と病態を制御する新しいCa^<2+>シグナル調節分子」 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本市(松本文化会館)
• [学会発表] Role of mitochondrial NCX on CXCL12-induced chemotaxis in B lymphocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim B, Takeuchi A and Matsuoka S
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本市(松本文化会館)
• [学会発表] Na^+/H^+ exchanger-1 blocker treatment reversed changes in calcium transient in myocardial slices from isoproterenol-induced hypertrophied rat left ventricles (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshita D, Hattoria H, Matsuoka S, Shibata M, Kim B, Takeuchi A, Zhang G, Obata K, and Takaki M
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本市(松本文化会館)
• [学会発表] Fine-Tuning of Cardiac Automaticity by Mitochondria Na+-Ca2+ Exchange (NCLX). (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S
  • 学会等名: 2012 Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanism for NCLX reduction-mediated slowing of cardiomyocyte beating rate. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A
  • 学会等名: 2012 Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Roles of mitochondria NCX (NCLX) on antigen-receptor mediated Ca2+ signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: 6th International Conference on Na+/Ca2+ Exchange 2011
  • 発表場所: ナポリ(イタリア)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-02
• [学会発表] Functional characterization of a mitochondrial Na/Ca exchanger (NCLX) in cardiac cell line, HL-1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayako Takeuchi
  • 学会等名: 6th International Conference on Na+/Ca2+ Exchange 2011
  • 発表場所: ナポリ(イタリア)
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] Mitochondrial Na/Ca exchange in excitable and non-excitable cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Matsuoka, Bongju Kim, Ayako Takeuchi, Masaki Hikida
  • 学会等名: 4th Cardiac Physiome Conference
  • 発表場所: Merton College, Oxford UK
  • 年月日: 2011-07-08
  • 招待講演
• [学会発表] Simulation study of Ca^<2+>-dependent mitochondrial regulation in cardiac excitation-contraction coupling (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayako Takeuchi, Ryuta Saito, Yukiko Himeno, Akinori Noma, and Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: 4th Cardiac Physiome Conference
  • 発表場所: Merton College, Oxford UK
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] Mitochondrial Na/Ca exchange in excitable and non-excitable cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: 4th Cardiac Physiome Conference
  • 発表場所: オックスフォード(イギリス)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] Simulation study of Ca2+-dependent mitochondrial regulation in cardiac excitation-contraction coupling (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayako Takeuchi
  • 学会等名: 4th Cardiac Physiome Conference
  • 発表場所: オックスフォード(イギリス)
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] Roles of mitochondria NCX (NCLX) on antigen-receptor mediated Ca^<2+> signaling in B lymphocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Matsuoka, Bongju Kim, Ayako Takeuchi, Masaki Hikida
  • 学会等名: 6th International Conference on Na^+/Ca^<2+> Exchange 2011
  • 発表場所: Lacco Ameno, Ischia Island, Naples, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Functional characterization of a mitochondrial Na/Ca exchanger (NCLX) in cardiac cell line, HL-1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
  • 学会等名: 6th International Conference on Na^+/Ca^<2+> Exchange 2011
  • 発表場所: Lacco Ameno, Ischia Island, Naples, Italy
• [学会発表] Role of mitochondrial Na-Ca exchange on B Cell Receptor-mediated Ca^<2+> signaling in DT40 and A20 B lymphocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Bongju Kim, Ayako Takeuchi, Orie Koga, Masaki Hikida, and Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: 日光シンポジウム : 膜輸送体研究の前衛を目指して
  • 発表場所: 日光市(日光東照宮晃陽苑)
• [学会発表] Role of mitochondrial Na-Ca exchange on B Cell Receptor-mediated Ca2+ signaling in DT40 and A20 B lymphocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Bongju Kim
  • 学会等名: 日光シンポジウム:膜輸送体研究の前衛を目指して
  • 発表場所: 日光東照宮晃陽苑(日光市)
• [学会発表] Contribution of Mitochondrial Na+-Ca2+ Exchanger, NCLX, in Making the Cardiac Rhythmicity. A Combination Study of Experiments and Simulations.
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S.
  • 学会等名: The 2nd HD Physiology International Symposium: Multi-Level Systems Biology.
  • 発表場所: 東京 丸の内 MY PLAZA
  • 招待講演
• [図書] 心室筋細胞興奮収縮連関のシミュレーション実習 新訂・生理学実習書 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子・松岡達
  • 総ページ数: 310
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 新訂・生理学実習書 : 心室筋細胞興奮収縮連関のシミュレーション実習 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 松岡達
  • 総ページ数: 310
  • 出版者: 南江堂
• [図書] Giant patch and macro patch. In Patch clamp techniques. From beginning to advanced protocols. Edited by Okada Y (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S, Takeuchi A
  • 総ページ数: 439
  • 出版者: Springer
• [備考]
  • URL: http://isphysio.med.u-fukui.ac.jp/index.html
• [備考]
  • URL: http://seiri2.med.lab.u-fukui.ac.jp/
• [備考] 統合生理学領域（旧 生理学2）ホームページ
  • URL: http://seiri2.med.lab.u-fukui.ac.jp/
• [備考] Department of Integrative and Systems Physiology
  • URL: http://isphysio.med.u-fukui.ac.jp/index.html