心筋ミトコンドリア―筋小胞体の三次元Ｃａクロストークに関する研究

• 研究課題/領域番号: 26291019
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 竹内 綾子 福井大学, 学術研究院医学系部門, 特命助教 (00378704)
• 研究分担者: 天野 晃 立命館大学, 生命科学部, 教授 (60252491)
• 研究協力者: 飯野 哲 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 ; 堀口 和秀 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 ; 深澤 有吾 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: ミトコンドリア / 筋小胞体 / 心室筋細胞 / 心房筋細胞

研究成果の概要

本研究では、心筋細胞におけるミトコンドリア－筋小胞体Caクロストークの分子メカニズムとその生理的意義を明らかにすることを目的とした。細胞実験および数理モデル解析により、以下の研究成果を得た。1. 電子顕微鏡像の解析から、心筋細胞のミトコンドリア－筋小胞体の配置を数値化した。2. HEK293細胞ならびに心室筋細胞を用いた実験から、ミトコンドリアNa/Ca交換輸送体NCLXと筋小胞体CaポンプSERCAが近傍に局在することが示唆された。3.数理モデル解析から、ミトコンドリアエネルギー代謝制御におけるCaによる制御の寄与や、ミトコンドリア－筋小胞体クロストークの役割を予測した。

研究成果

• [雑誌論文] A simulation study on the constancy of cardiac energy metabolites during workload transition (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito R, Takeuchi A, Himeno Y, Inagaki N, Matsuoka S
  • 雑誌名: J Physiol 巻: 594 号: 23 ページ: 6929-6945
  • DOI: 10.1113/jp272598
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Roles of the mitochondrial Na+-Ca2+ exchanger, NCLX, in B lymphocyte chemotaxis (2016)
  • 著者名/発表者名: Kim B, Takeuchi A, Hikida M, Matsuoka S
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 28378-28378
  • DOI: 10.1038/srep28378
  • NAID: 120006349330
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ミトコンドリア– 小胞体Ca2+クロストークに関する フィジオーム研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子
  • 雑誌名: 膜 巻: 41 号: 5 ページ: 215-220
  • DOI: 10.5360/membrane.41.215
  • NAID: 130005421190
  • ISSN: 0385-1036, 1884-6440
  • 査読あり
• [雑誌論文] Patient-Specific Human Induced Pluripotent Stem Cell Model Assessed with Electrical Pacing Validates S107 as a Potential Therapeutic Agent for Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia (2016)
  • 著者名/発表者名: Sasaki K, Makiyama T, Yoshida Y, Wuriyanghai Y, Kamakura T, Nishiuchi S, Hayano M, Harita T, Yamamoto Y, Kohjitani H, Hirose S, Chen J, Kawamura M, Ohno S, Itoh H, Takeuchi A, Matsuoka S, Miura M, Sumitomo N, Horie M, Yamanaka S, Kimura T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 10 ページ: e0164795-e0164795
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0164795
  • NAID: 120005860036
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dysregulation of a potassium channel, THIK-1, targeted by caspase-8 accelerates cell shrinkage (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki K, Ishii TM, Sakata T, Takemoto K, Takagi C, Takeuchi A, Morishita R, Takahashi H, Nozawa A, Shinoda H, Chiba K, Sugimoto H, Saito A, Tamate S, Satou Y, Jung SK, Matsuoka S, Koyamada K, Sawasaki T, Nagai T, Ueno N
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1863 号: 11 ページ: 2766-2783
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2016.08.010
  • 査読あり
• [学会発表] リンパ球におけるミトコンドリア－小胞体Ca2+クロストークの役割に関するフィジオーム研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 金鳳柱、松岡達
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県・浜松市）
• [学会発表] A theoretical study on the roles of Ca2+ in the energy metabolite stability during cardiac workload transition (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Saito R, Himeno Y, Matsuoka S
  • 学会等名: 61st Biophysical Meeting
  • 発表場所: New Orleans (USA)
  • 国際学会
• [学会発表] ミトコンドリア－筋小胞体構造的クロストークを考慮したマウス洞房結節細胞数理モデルの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 松岡達
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター (札幌)
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] 心臓仕事量増大時におけるエネルギー代謝産物安定性制御メカニズムに関する数理解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 齋藤隆太、姫野友紀子、松岡達
  • 学会等名: 第63回中部日本生理学会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター（愛知県・岡崎市）
• [学会発表] 新規ミトコンドリアエネルギー代謝数理モデルを用いた心臓エネルギー代謝制御メカニズムの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 齋藤隆太、姫野友紀子、松岡達
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
• [学会発表] ミトコンドリアNa+-Ca2+交換輸送体NCLXを介したBリンパ球細胞機能制御 (2016)
  • 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: 生理研研究所（愛知県・岡崎市）
• [学会発表] A simulation study on roles of Ca2+ in constancy of cardiac energy metabolites during workload transition (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Saito R, Himeno Y, Matsuoka S
  • 学会等名: 2016 Cardiac Physiome Workshop
  • 発表場所: Seoul (Korea)
  • 国際学会
• [学会発表] ミトコンドリア－小胞体Ca2+クロストークに関するフィジオーム研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 松岡達
  • 学会等名: 日本膜学会第38年会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京）
  • 招待講演
• [学会発表] Physiome study on mitochondrial Ca2+ dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S, Takeuchi A
  • 学会等名: 67th Annual Meeting of the Korean Physiological Society
  • 発表場所: プサン（韓国）
  • 年月日: 2015-10-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Contribution of mitochondria to the generation of automaticity of sinoatrial node cells; a simulation study (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Horiguchi K, Iino S, Fukazawa Y, Matsuoka S
  • 学会等名: e-Heartシンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス (南草津)
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] Simulation analysis of automaticity of sinoatrial node myocytes (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Matsuoka S
  • 学会等名: Society for Mathematical Biology 2015 conference
  • 発表場所: Georgia State University (Atlanta)
  • 年月日: 2015-07-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 洞房結節細胞におけるミトコンドリア―筋小胞体クロストークの役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 堀口和秀, 飯野哲, 深澤有吾, 松岡達
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（神戸）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] ミトコンドリアモデル (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子,松岡達
  • 学会等名: e-Heartシンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス（南草津）
  • 年月日: 2015-02-28
  • 招待講演
• [学会発表] 心臓ペースメーカー機転におけるミトコンドリア―筋小胞体Ca2+クロストークの寄与 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子,松岡達
  • 学会等名: 第53回日本生体医工学会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2014-06-25
  • 招待講演
• [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