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心筋細胞のT管膜維持機構の解明:T管膜局所Ca2+管理機構の分子基盤と生理的意義

研究課題

研究課題/領域番号 26702014
研究種目

若手研究(A)

配分区分一部基金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関川崎医科大学

研究代表者

氏原 嘉洋  川崎医科大学, 医学部, 助教 (80610021)

研究協力者 毛利 聡  川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)
橋本 謙  川崎医科大学, 医学部, 講師 (80341080)
花島 章  川崎医科大学, 医学部, 助教 (70572981)
片野坂 友紀  岡山大学, 大学院医歯(薬)学総合研究科, 助教 (60432639)
本田 威  川崎医科大学, 医学部, 大学院生
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 *注記
23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2014年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
キーワードバイオメカニクス / メカノバイオロジー / メカノフィジオロジー / リモデリング / カルシウム / ホメオスタシス / T管膜 / 心不全 / Na+/Ca2+交換体 / T管 / 心筋細胞 / 細胞バイオメカニクス / Ca2+ / メカニカルストレス / NCX1 / 心筋リモデリング
研究成果の概要

心筋細胞の膜陥入管構造であるT管膜は、細胞の効率的な収縮に必須である。そのため、T管膜構造の崩壊は心不全の引き金になるが、その崩壊メカニズムは不明であった。圧力負荷によって誘導される心不全において、T管膜が崩壊する前に、収縮ごとに流入してくるCa2+を細胞外へ排出する輸送体であるNa+/Ca2+交換体(NCX1)のT管膜上での機能が著しく低下することを明らかにした。NCX1を過剰発現することでNCX1の機能低下を回避すると、T管膜構造の崩壊と心不全の進行を抑制することができた。これらの実験結果は、T管膜のNCX1による局所Ca2+制御が心筋細胞の構造と機能の維持に重要であることを示唆している。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Complete primary structure of the I-band region of connectin at which mechanical property is modulated in zebrafish heart and skeletal muscle.2017

    • 著者名/発表者名
      Hanashima A, Hashimoto K, Ujihara Y, Honda T, Yobimoto T, Kodama A, Mohri S.
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 596 ページ: 19-26

    • DOI

      10.1016/j.gene.2016.10.010

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of induced Na+/Ca2+ exchanger overexpression on the spatial distribution of L-type Ca2+ channels and junctophilin-2 in pressure-overloaded hearts.2016

    • 著者名/発表者名
      Ujihara Y, Mohri S, Katanosaka Y.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 480 号: 4 ページ: 564-569

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.10.090

    • NAID

      120006333886

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Induced NCX1 overexpression attenuates pressure overload-induced pathological cardiac remodelling2016

    • 著者名/発表者名
      Ujihara Y, Iwasaki K, Takatsu S, Hashimoto K, Naruse K, Mohri1 M, Katanosaka Y
    • 雑誌名

      Cardiovasc Res

      巻: 111(4) 号: 4 ページ: 348-361

    • DOI

      10.1093/cvr/cvw113

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Left ventricular mechanics and myocardial calcium dynamicsin short-term and long-term hyperthyroid mice2015

    • 著者名/発表者名
      1)Sasae Y, Hashimoto K, Ujihara Y, Hanashima A, Honda T, Morita Y, Mohri S
    • 雑誌名

      Kawasaki Medical Journal

      巻: 41 ページ: 41-55

    • DOI

      10.11482/KMJ-E41(2)41

    • ISSN
      0385-0234, 2434-3404
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Simulations of Tensile Tests of Red Blood Cells: Effects of the Hold Position2015

    • 著者名/発表者名
      Masanori Nakamura, Yoshihiro Ujihara
    • 雑誌名

      Micro and Nanosystems

      巻: 7 号: 3 ページ: 135-141

    • DOI

      10.2174/1876402908666160105235937

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computational studies on strain transmission from a collagen gel construct to a cell and its internal cytoskeletal filaments2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ujihara, Masanori Nakamura, Masatsugu Soga, Kenichiro Koshiyama, Hiroshi Miyazaki, Shigeo Wada
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine

      巻: 56 ページ: 20-29

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2014.10.015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 圧負荷によって誘導される不全心におけるjunctophilin-2の局在変化に及ぼすNCX1の影響2017

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      日本生理学会第94回大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物の心臓進化:冠循環の血流特性と心臓メカニクスからの推測2017

    • 著者名/発表者名
      毛利 聡,花島 章,氏原 嘉洋,橋本 謙
    • 学会等名
      日本生理学会第94回大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物の冠循環心臓及び非冠循環心臓におけるコネクチン弾性構造の決定2017

    • 著者名/発表者名
      花島 章,橋本 謙,氏原 嘉洋,本田 威,児玉 彩,毛利 聡
    • 学会等名
      日本生理学会第94回大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コネクチンnovex-3アイソフォームはマウスにおいて胎児心筋細胞の分裂を促進する2017

    • 著者名/発表者名
      橋本 謙,児玉 彩,呼元 知子,本田 威,花島 章,氏原 嘉洋,毛利 聡
    • 学会等名
      日本生理学会第94回大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 圧力負荷によって誘導される心不全発症におけるCa2+排出系の役割2017

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between heart evolution and elastic structure of connectin in vertebrate2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Hanashima, Ken Hashimoto, Yoshihiro Ujihara, Takeshi Honda, Tomoko Yobimoto, Aya Kodama, Satoshi Mohri
    • 学会等名
      The 22nd International congress of zoology
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center (Ginowan-city, Okinawa))
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 哺乳類と鳥類の心臓は独立して進化し、同じ形に辿り着いた:バネ分子コネクチンによる心室機械特性からの考察2016

    • 著者名/発表者名
      毛利 聡、花島 章、本田 威、氏原 嘉洋、橋本 謙
    • 学会等名
      第68回日本生理学会中国四国地方会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 巨大弾性蛋白質コネクチンを指標とした脊椎動物心臓進化解析2016

    • 著者名/発表者名
      花島 章、橋本 謙、氏原 嘉洋、本田 威、呼元 知子、児玉 彩、毛利 聡
    • 学会等名
      日本進化学会第18回大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 筋バネ分子コネクチンによる肺呼吸脊椎動物における冠循環心臓進化の検討2016

    • 著者名/発表者名
      毛利 聡、花島 章、氏原 嘉洋、橋本 謙
    • 学会等名
      日本進化学会第18回大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fam64aは低酸素によって誘導される哺乳類胎児心筋細胞の増殖に必須であ2016

    • 著者名/発表者名
      橋本 謙, 本田 威, 花島 章, 氏原 嘉洋, 毛利 聡
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 心不全進行過程におけるNa+/Ca2+交換体の強制発現が心筋細胞の微細構造に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 冠循環及び非冠循環心臓におけるコネクチンの弾性構造2016

    • 著者名/発表者名
      花島 章、橋本 謙、氏原 嘉洋、本田 威、呼元 知子、毛利 聡
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 圧力負荷による心不全進行過程のT管リモデリングにおけるNCX1の役割2016

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • 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(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 出生時の酸素上昇による心筋細胞の分裂停止に関与する重要分子の同定2016

    • 著者名/発表者名
      橋本謙, 本田威, 花島章, 氏原嘉洋, 毛利聡
    • 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(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 冠循環及び類洞循環を持つ脊椎動物の心臓における心筋コネクチンの弾性構造2016

    • 著者名/発表者名
      花島章, 橋本謙, 氏原嘉洋, 本田威, 呼元知子, 毛利聡
    • 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(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 心筋細胞におけるTRPV2を介したメカニカルシグナル経路2016

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      日本機械学会 第28回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 筋細胞のMechanotransductionを介したエネルギー管理の可能性2015

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      第三回若手による骨格筋研究会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新生児培養心筋細胞の介在板形成と筋成熟化におけるTRPV2の役割2015

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 毛利 聡, 成瀬 恵治, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      第67回日本生理学会中国四国地方会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター(鳥取県米子市)
    • 年月日
      2015-10-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 生理的な力学情報を利用した心機能を維持する仕組み2015

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋
    • 学会等名
      バイオメクフォーラム21 第77回研究会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2015-07-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 成体マウス心臓の機能維持におけるTRPV2の役割2015

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-05-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 周産期における心筋タイチンのアイソフォーム転換機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      橋本 謙, 氏原 嘉洋, 毛利 聡
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-05-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 心筋リモデリングにおけるT管膜局所のCa2+管理の重要性2015

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋
    • 学会等名
      日本生体医工学会 第153回バイオメカニクス研究会
    • 発表場所
      川崎医科大学 (岡山県倉敷市)
    • 年月日
      2015-02-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ca2+ handling の是正による筋機能の維持 ~新しい心不全治療ターゲットとしてのNCX1~2014

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      第二回 若手による骨格筋細胞研究会
    • 発表場所
      コープイン京都 (京都府京都市)
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The critical role of Na+/Ca2+ exchanger on the maintenance of T-tubule structure2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ujihara, Satoshi Mohri, Yuki Katanosaka
    • 学会等名
      18th European BioEnergetics Conference
    • 発表場所
      The campus of the Faculty of Sciences (Lisobon, Portugal)
    • 年月日
      2014-07-12 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Translocation of desmin from intercalated discs in TRPV2-deficient myocytes2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Katanosaka, Yoshihiro Ujihara, Satoshi Mohri
    • 学会等名
      Intermediate Filaments in Neuromuscular Disorders - Satellite Workshop to ICNMD2014
    • 発表場所
      Nice Acropolis Convention Center (Nice, France)
    • 年月日
      2014-07-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 心筋細胞T管膜のNa+/Ca2+交換体による局所Ca2+制御の重要性2014

    • 著者名/発表者名
      氏原 嘉洋, 岩崎 慶一朗, 高津 理美, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
    • 学会等名
      第53回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-06-24 – 2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 心不全の進行を抑制する分子を特定

    • URL

      http://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id399.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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