ヒトｉＰＳ由来心筋細胞を利用したヒト洞房結節細胞ペースメーカー機転の研究

• 研究課題/領域番号: 24650260
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 福井大学 (2013); 京都大学 (2012)
• 研究代表者: 竹内 綾子 福井大学, 医学部, 特命助教 (00378704)
• 研究協力者: 姫野 友紀子 立命館大学, 日本学術振興会, 特別研究員
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: iPS細胞 / ペースメーカー / 数理モデル解析

研究概要

本研究では、iPS細胞由来心筋細胞を用いた細胞生物学実験と数理モデル解析を組み合わせることによって、ヒト心臓ペースメーカー機転を明らかにすることを目的とした。ヒトiPS細胞由来心筋細胞の増殖を誘発する薬物を同定し、増殖した細胞の電気生理学的解析を行ったところ、いずれの薬物でも同等の電気生理学的特性をもつ細胞が得られた。また、洞房結節細胞数理モデル解析から、ミトコンドリアと筋小胞体が協調して機能すること、洞房結節細胞の自動能発生機序におけるミトコンドリアCa動態の寄与がメカニズム依存性であることが示唆された。

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] Mitochondria Na+-Ca2+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: Advances in Experimental Medicine and Biology 巻: 961 ページ: 193-201
  • DOI: 10.1007/978-1-4614-4756-6_16
  • ISBN: 9781461447559, 9781461447566
  • 査読あり
• [学会発表] Mitochondrial Na-Ca exchanger NCLX-mediated mitochondria-sarcoplasmic reticulum Ca crosstalk and cardiomyocyte automaticity (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Matsuoka S
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: シンポジウム、鹿児島
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] Mitochondrial Na-Ca exchanger NCLX-mediated mitochondria-sarcoplasmic reticulum Ca crosstalk and cardiomyocyte automaticity (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Matsuoka S
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学 (鹿児島市)
  • 招待講演
• [学会発表] 洞房結節細胞自動能におけるミトコンドリアNCLXの寄与―シミュレーション解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子、松岡達
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2013-11-27
• [学会発表] システム生理学研究による細胞内イオンダイナミクス―細胞生理機能連関の包括的理解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子、松岡達
  • 学会等名: 第7回次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-11-24
• [学会発表] Theoretical analysis of mitochondrial NCX (NCLX)-mediated regulation of cardiac automaticity (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Role of mitochondrial NCX on CXCL12-induced chemotaxix in A20 B lymphocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim B, Takeuchi A, Matsuoka S
  • 学会等名: 57th Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: フィラデルフィア、アメリカ合衆国
  • 年月日: 2013-02-03
• [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 Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: フィラデルフィア、アメリカ合衆国
  • 年月日: 2013-02-03
• [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: 2013 Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: バーハーバー、アメリカ合衆国
• [学会発表] Theoretical analysis of mitochondrial NCX-mediated regulation of automaticity in sinoatrial node cells (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
• [学会発表] Mitochondrial NCX controls directional migration of B lymphocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim B, Takeuchi A, Matsuoka S
  • 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] 洞房結節細胞自動能におけるミトコンドリアNCLXの寄与―シミュレーション解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子,松岡達
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 生理学研究所 (岡崎市)
• [学会発表] システム生理学研究による細胞内イオンダイナミクス―細胞生理機能連関の包括的理解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 松岡達
  • 学会等名: 第7回 次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス (仙台市)
  • 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: 2013 Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: Bar Harbor (アメリカ合衆国)
• [学会発表] Theoretical analysis of mitochondrial NCX-mediated regulation of automaticity in sinoatrial node cells (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: 明治安田生命ビル4階 My Plazaホール (東京都千代田区)
• [学会発表] Mitochondrial NCX controls directional migration of B lymphocyte (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] Theoretical analysis of mitochondrial NCX（NCLX）!mediated regulation of cardiac automaticity (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A
  • 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 A20 B lymphocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim B
  • 学会等名: 57th Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: フィラデルフィア
• [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 Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: フィラデルフィア
• [学会発表] 拍動培養心筋細胞HL-1におけるミトコンドリアNa^+-Ca^<2+>交換輸送体NCLXの役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子,金鳳柱、松岡達
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] Fine-Tuning of Cardiac Automaticity by Mitochondria Na^+-Ca^<2+> Exchange (NCLX) (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S, Takeuchi A, Kim B
  • 学会等名: 2012 Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: サンディエゴ、アメリカ合衆国
  • 年月日: 2012-10-31
• [学会発表] ミトコンドリアNa-Ca交換輸送体NCLXを介した心筋細胞自動能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子,金鳳柱、松岡達
  • 学会等名: 第29回日本心電学会学術集会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] Inhibition of a mitochondrial Na^+-Ca^<2+> exchanger, NCLX, slows beating rate of cardiomyocyte (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
  • 学会等名: 第6回次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Mechanisms underlying 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: Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: サンディエゴ、アメリカ合衆国
• [学会発表] Regulation of Ca clock -mediated cardiac automaticity by mitochondrial NCX (NCLX) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S.
  • 学会等名: 12th Symposium of the European Calcium Society
  • 発表場所: トゥールーズ、フランス
• [学会発表] 心筋細胞の自動能発生におけるミトコンドリアNa^+-Ca^<2+>交換輸送体NCLXの役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子,金鳳柱、松岡達
  • 学会等名: 第7回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Inhibition of a mitochondrial Na+-Ca2+ exchanger, NCLX, slows beating rate of cardiomyocyte (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A
  • 学会等名: 第6回次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 拍動培養心筋細胞HL-1におけるミトコンドリアNa+-Ca2+交換輸送体NCLXの役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 招待講演
• [学会発表] Fine-Tuning of Cardiac Automaticity by Mitochondria Sodium-Calcium Exchange (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S
  • 学会等名: Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: サンディエゴ
• [学会発表] Mechanisms underlying NCLX reduction-mediated slowing of cardiomyocyte beating rate (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A
  • 学会等名: Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: サンディエゴ
• [学会発表] ミトコンドリアNa-Ca交換輸送体NCLXを介した心筋細胞自動能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子
  • 学会等名: 第29回 日本心電学会学術集会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] Regulation of “Ca clock”-mediated cardiac automaticity by mitochondrial NCX (NCLX) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A
  • 学会等名: 12th Symposium of the European Calcium Society
  • 発表場所: トゥールーズ
• [学会発表] 心筋細胞の自動能発生におけるミトコンドリアNa+-Ca2+交換輸送体NCLXの役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子
  • 学会等名: 第7回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 京都
• [図書] 心室筋細胞興奮収縮連関. In生理学実習書 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡達、竹内綾子
  • 総ページ数: 296
  • 出版者: 日本生理学会教育委員会監修,南江堂
• [図書] 生理学実習書 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡達、竹内綾子
  • 総ページ数: 296
  • 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)(Chapter 14) (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S, Takeuchi A.
  • 総ページ数: 439
  • 出版者: Springer Protocols, Tokyo
• [図書] Patch Clamp Techniques-From beginning to advanced protocols-. Chapter 14. Giant Patch and Macro Patch. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S
  • 出版者: Springer Protocols
• [備考] 福井大学医学部統合生理学ホームページ
  • URL: http://isphysio.med.u-fukui.ac.jp/
• [備考] 福井大学医学部統合生理学ホームページ
  • URL: http://seiri2.med.lab.u-fukui.ac.jp/
• [備考] 福井大学医学部統合生理学ホームページ
  • URL: http://isphysio.med.u-fukui.ac.jp/index.html