ＳＰＯＣを用いた新たな心筋評価方法の開発

• 研究課題/領域番号: 24650213
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 大木 高志 早稲田大学, 理工学術院, 講師 (80443480)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 心筋 / 筋収縮 / SPOC / アデノウイルス / 拡大型心筋症 / 心筋分化 / ヒトiPS細胞 / アクチン / 拡張型心筋症 / iPS細胞（人工多能性幹細胞）

研究成果の概要

肥大型心筋症アクチン変異E101Kを導入したヒト心筋細胞を用いてSPOC（spontaneous oscillatory contraction）解析を行った。E101K変異導入細胞のSPOC波形は、振幅が小さくわずかな周波数の上昇が見られた。このパラメータ異常が変異アクチンのどのような性質変化に起因するのかを調べるため、E101Kアクチンを単離精製して生化学的性質を調べたところ、フィラメント形成能は正常であるが、ミオシンとの親和性が1/3に減少していることがわかった。これらの結果から、SPOCパラメータはアクチンの性質異常を反映しており、新たな心臓疾患の診断法としての利用が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Cell-sized spherical confinement induces the spontaneous formation of contractile actomyosin rings in vitro (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M., Chiba, M., Eguchi, H., Ohki, T., and Ishiwata, S.
  • 雑誌名: Nat. Cell Biol. 巻: 17 号: 4 ページ: 480-489
  • DOI: 10.1038/ncb3142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sarcomere length nanometry in rat neonatal cardiomyocytes expressed with α-actinin-AcGFP in Z-discs (2014)
  • 著者名/発表者名: Shintani, S., Oyama, K., Kobirumaki, F., Shimozawa, F., Ohki, T., Ishiwata, S., and Fukuda, N.
  • 雑誌名: J. Gen. Physiol. 巻: 143 号: 4 ページ: 513-524
  • DOI: 10.1085/jgp.201311118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of the yields of recombinant actin and myosin V-HMM in the insect cell/baculovirus system by the addition of nutrients to the high-density cell culture (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohki, T., Ishiwata, S., et al.
  • 雑誌名: J. Muscle Res. Cell Motil 巻: 33 号: 5 ページ: 351-358
  • DOI: 10.1007/s10974-012-9323-8
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞サイズ液滴内でのアクトミオシンリングの自発形成と収縮 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮崎牧人、千葉雅隆、大木高志、石渡信一
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] アクチニンで架橋された二次元アクチンネットワークのミオシン依存的な形態変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江口宙輝、宮崎牧人、大木高志、石渡信一
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] ヒト遺伝性難聴(DFNA20/26)γアクチン変異体とミオシンとの相互作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大木 高志、石渡 信一
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] Expression of recombinant beta-actin in the high-density insect cell culture (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohki, Shin'ichi Ishiwata
  • 学会等名: 日本生物物理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス