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単一細胞における電気活動と形態解析の同時処理システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 63870100
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 医学一般
研究機関東京大学

研究代表者

杉本 恒明  東京大学, 医学部(病), 教授 (60019883)

研究分担者 中島 敏明  東京大学, 医学部(病), 助手 (50227790)
飯野 正光  東京大学, 医学部, 助手 (50133939)
丸山 芳夫  自治医科大学, 医学部, 助教授 (00133942)
田中 博  浜松医科大学, 医療情報部, 助教授 (60155158)
豊岡 照彦  東京大学, 保健センター, 助教授 (00146151)
倉智 嘉久  東京大学, 医学部(病), 助手 (30142011)
研究期間 (年度) 1988 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
28,800千円 (直接経費: 28,800千円)
1990年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1989年度: 11,600千円 (直接経費: 11,600千円)
1988年度: 14,400千円 (直接経費: 14,400千円)
キーワード細胞電気活動 / 細胞形態解析 / 心房筋細胞 / 血管平滑細胞 / 気管支平滑筋細胞 / 腸管平滑筋細胞 / 膵腺房細胞 / 細胞内Ca動態 / 細胞機能解析 / 血管平滑筋細胞 / 腸評滑筋細胞 / 細胞Ca動態 / 細胞内カルシウム測定装置 / パッチクランプ法 / 単一組織細胞 / 興奮ー機能連関 / 興奮一機能連関
研究概要

生体諸臓器の細胞機能は多くは細胞膜を介した情報伝達に始まり,細胞内セカンドメッセンジャ-から機能タンパクの変化をへて細胞機能制御が行われる。本研究は細胞内物質調節下に細胞膜電気活動の測定と形態・機能変化を併せて記録することにより,細胞の興奮ー機能連関とその神経体液性調節のメカニズムを解明する研究法を確立しようとすることを目的とする。(1)単一細胞における電気活動と機能解析。心臓ペ-スメ-カ-細胞,心房筋細胞についてムスカリン性K電流の活性化機構をアラキドン酸代謝産物その他の活性物質について検討,G結合タンパクの関連性をみた。気管支平滑筋に関しては,細胞長径の短縮率と電位依存性Ca電流の測定に成功し,両者の動きの関連をみた。小腸平滑筋細胞では腸管機能調整薬の収縮とCaあるいはK電流系作用をみた。膵腺房細胞においてはムスカリン性電流のアラキドン酸による抑制反応をみ,細胞のエクソサイト-シスを意味する膜表面積の増加を膜容量変化としてみながら刺激ー分泌連関を検討した。(2)細胞内Caストアの動態と機能。脱分極刺激によるCa電流と細胞内Ca濃度変化の同時記録を行った。盲腸平滑筋細胞において脱分極に伴う蛍光強度は概ね直線的に変化したが,それぞれの積分値の時間経過でみると後者にはわずかの遅れがあった。同様な観察は弛緩相についても行われた。平滑筋スキンドファイバ-を用い,Ca漏出速度と取り込み量との関係からファイバ-中の筋小胞体をいくつかのコンパ-トメントに分けて考える必要があることを示した。(3)血管平滑筋細胞内のCa分布の画像解析。培養細胞を用い,Caの細胞内局在とその薬物による局所応答を多次元画像解析により解析した。これにより,細胞内Ca貯臓部位上のカフェイン,イノシト-ル3リン酸感受性チャネルの分布が細胞によって異なること,これが細胞成長サイクルに規定されるものがあること,をみた。

報告書

(4件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (50件)

  • [文献書誌] Toyoーoka T et al: "Collagenーstimulated human platelet aggregation is mediated by endogenous calciumーactivated neutral protease." Circiulation Research. 64. 407-410 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Arisaka H et al: "In vivo 31PーNMR spectroscopy at epicardium under hypoxia." Japanese Circulation Journal. 53. 1098-1099 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Endo M et al: "Mechanism of calcium release from intracellular calcium store." Calcium signal and cell response. 27-35 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Endo M et al: "Calcium release from the intracellular store in smooth muscle cells." Physiology and pharmacology of transmembrane signalling. 281-288 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama Y: "Control mechanisms of muscarinic Ca^<2+> signaling in single pancreatic acinar cells." International Symposium on Exocrine Secretion. 95-98 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama Y: "Changes in membrane capacitance in exocrine secretion." Epithelial secretion of water and electrolytes. 65-73 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito H, Sugimoto T, Kobayashi I, Takahashi K, Katada T, Ui M and Kurachi Y: "On the mechanism of basal and agonist-induced activation of the G proteingated muscarinic K^+ channel in atrial myocytes of guinea-pig heart." J Gen Physiol.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito H, Nakajima T, Takikawa R, Hamada E, Iguchi M, Sugimoto T and Kurachi Y: "Preventive effect of coenzyme Q_<10> on cyanide-activation of ATP-sensitive K^+ channel current in single cardiac myocytes of guinea-pig." Pflugers Arch.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hamada E, Shimada T, Terano A, Sugimoto T and Kurachi Y: "Protein kinase C-mediated persistent inhibition of the Ca^2 -activated K^+ current by acetylcholine in intestinal smooth muscle cells." Pflugers Arch.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimada T, Hamada E, Terano A, Sugimoto T and Kurachi Y: "Beta-Agonists modulate Ach-inhibitiom of alpha K current in intestinal smooth muscle cells." Amer J Phys.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakajima T, Takikawa R, Sugimoto T and Kurachi Y: "Effects of calcitonin gene-related peptide on membrane currents in mammalian cardiac myocytes."

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toyo-oka T, Shin W S, Okai Y, Dan Y, Morita M, Iizuka M and Sugimoto T: "Collagen-stimulated human platelet aggregation is mediated by endogenous calcium-activated neutral protease." Cir Ress. 64. 407-410 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Arisaka, H., Toyo-oka, T., and Hosoda, S.: "In vivo 31P-NMR spectroscopy at epicardium under hypoxia." Japanese Circulation J.53 (9). 1098-1099 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Endo M, Iino M, Kobayashi T and Oyamada H: "Mechanism of calcium release from intracellular calcium store." Calcium signal and cell response. 27-35 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Endo M, Iino M and Kobayashi T: "Calcium release from the intracellular store in smooth muscle cells." Physiology and pharmacology of transmembrane signalling. 281-288 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iino M: "Calcium-induced calcium release mechanism in guinea pig taenia caeci" J Gen Physiol. 94. 363-383 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iino M: "Biophasic Ca^<2+> dependence of inositol 1, 4, 5-trisphosphate-induced Ca release in smooth muscle cells of the guinea pig taenia caeci." J Gen Physiol. 95. 1103-1122 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iino M: "Calcium release mechanism in smooth muscle." Jap J Pharm. 54. 345-354 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama Y: "Inhibitory effects of arachidonic acid on muscarinic current response in single pancreatic acinar cells of rats." J Physiol. 430. 471-482 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama Y: "Control mechanisms of muscarinic Ca^<2+> signaling in single panceatic acinar cells." International Symposium on Exocrine Secretion. 95-98 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama Y: "Changes in membrane capacitance in exocrine secretion." Epithelial secretion of water and electrolytes. 65-73 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi I et al: "Purification and characterization of five differentα subunits of guanineーnucleotideーbinding proteins in bovine brain membranes." Euro J Biochem. 191. 499-506 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Ito H et al: "On the mechanism of basal and agonistーinduced activation of the G proteinーgated muscarinic K^+ channel in atrial myocyres of guinea pig heart." J Gen Physiol.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Ito H et al: "Preventive effect of coenzyme Q10 on cyanideーactivation of ATPーsensitive K^+ channel current in single cardiac myocytes of guineaーpig." Pflu^^¨gers Arch.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Hamada E et al: "Protein Kinase Cーmediated persistent inhibition of the Ca^<2+>ーactivated K^+ current by acetylcholine in intestinal smooth muscle cells." Pflu^^¨gers Arch.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Shimada T et al: "βーAgonists modulate AChーinhibition of a K current in intestinal smooth muscle cells." Am J Physiol.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Nakajima T et al: "Effects of calcitonin geneーrelated peptide on membrane currents in mammalian cardiac myocytes."

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Iino,Masamitsu: "Calcium-iuduced calcium release mechanism in guinea pig taenia caeci" J Gen Physiol. 94. 363-383 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Maruyama,Yoshio: "Control of exocytosis in single cells" News in Physiological Sciences. 4. 53-56 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Maruyama,Yoshio: "Activation and desensitization mechanisms of muscarinic current response in single pancreatic acinar cells of rats" J Physiol(Lond). 417. 343-359 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Petersen,OH: "Electrophysiology of salivary and pancreatic acinar cells" Handbook of physiology,sec 6;The gastrointestinal system(Vol III)edby Forte JG American physiological Society,Oxford Univ Press,New York. p.25-p.50 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kurachi,Yoshihisa: "α-Adrenergic activation of the muscarinic K^+ channel is mediated by arachidonic acid metabolites" Pflugers Arch,Eur J Physiol. 414. 102-104 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kurachi,Yoshihisa: "Regulation of G protein-gated K^+ channels" News in Physiological Sciences. 4. 158-161 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kurachi,Yoshihisa: "Cardiac Ca current does not run down and is very sensitive to isoprenaline in the nystatin-method of whole cell recording" Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol. 340. 158-161 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Shimizu,Takao: "Biosynthesis and function of leukotriene C_4" Advances in Prostagl Thrombox and Leukotri Res. 20. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kurachi,Yoshihisa: "Positive cooperativity in activation of the cardiac muscarinic K^+ channel by intracellular GTP" Pflugers Arch,Eur J Physiol. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Joshi,Chaya: "A comparison of the roles of purified G-protein subunits in the activation of the cardiac muscarinic K^+ channel" J Gen Physiol. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Hisada,Tetsuya: "properties of membrane currents in isolated amooth muscle cells from guinea-pig trachea" Pflugers Arch,Eur J Physiol. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kurachi,Yoshihisa: "AN-132,a new class I anti-arrhythmic agent,depresses the acetylcholine-induced K^+ current in atrial myocytes" Eur J Pharmacol. 165. 319-322 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kurachi,Yoshihisa: "Voltage-dependent inhibition of the delayed outward potassium current by OPC-8490,a novel positive inotropic agent,in isolated atrial myocytes of guinea-pig heart" Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kurachi,Yoshihisa: "On the molecular regulation of muscarinic K^+ channels by GTP-binding proteins in cardiac atrial cell membrane" Segawa T,Endo M,Ui M ed“Physiology and pharmacolgy of transmembrane signalling"Elsevier Science Pub.p.31-P.42 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kurachi,Yoshihisa: "On the physiological and pathophysiological molecular regulation of cardiac K^+ channel by GTP-binding protein" Fujiwara M,Narumiya S,Miwa S ed“Biosignalling in cardiac and vascular systems"Pergamon Press. p.273-p.279 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Toyo-oka,Teruhiko: "In vivo ^<31>P-NMR spectroscopy of heart and identification of biochemical factors responsible for contractility loss" Paul JR,Elzinga G,Yamada K ed.“Muscle Energetics in Clinical and Biological Research". 315. 567-579 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Shin,Woo-Soo: "Response of intracellular Ca^<2+> transients in cultured vascular smooth muscle cells to angiotensin II,vasopressin,acetylcholine and atrionatriuretic peptide" Jpn Heart J. 30. 77-83 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Toyo-oka,Teruhiko: "Additive deleterious effect of micromolar Ca ions and free radicals on respiratory functioeart mitochondria at cytochrome C and its salvage traials" Biochem Biophys Res Commu. 163. 1397-1403 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Arisawa,H: "In vivo ^<31>P-NMR spectroscopy at epicardium under hypoxia" Jpn Circ J. 53. 1098-1099 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Toyo-oka,Teruhiko: "A critical review of NMR imaging and spectroscopy for the evaluation of cardiac hypertrophy in humans and experimental animals" J Mol Cell Cardiol. 21. 141-147 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Takayasu,T: "Dissociation between ATP consumption and tension development" J Mol Cell Cardiol. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Wee Soo Shin et al.: Jap.Heart J.30. 77-83 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihisa Kurachi et al.: Naunyn Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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