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骨格筋および末梢循環における力学的負荷の重要性の解明

公募研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 18H04993
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関信州大学 (2019)
大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 (2018)

研究代表者

冨田 拓郎 (沼賀拓郎)  信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (60705060)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード運動 / 末梢循環調節 / 筋萎縮 / 機械的刺激 / 末梢血流 / 運動模倣薬 / 活性酸素 / カルシウム / TRPCチャネル
研究実績の概要

運動が有する健康の増進効果は広く認められ、その分子機構解明を通して、多くの疾患の予防および予後改善のための医療応用が求められている。しかしながら、運動の持つ健康増進効果の分子機構は未だ明らかにされていない。人体は、宇宙環境においては、重力の減少により、人体機能の変化が多く観察されている。最も大きな変化は、重力の喪失による筋組織(心臓・骨格筋)の萎縮である。この変化は、地上において、寝たきりの患者においても見られる変化であり、寝たきり患者においては、通常生活を送っている同疾患の患者に比べて、予後が不良であることが明らかにされている。すなわち、人体は日々の生活においても、地球の重力に対して抵抗し、それが筋組織恒常性の維持に関わることが強く示唆されている。本研究では、これら機械的シグナルを細胞内シグナルに変容させるシグナルトランスデューサとして非選択的カチオンチャネルTRPC3, TRPC6に着目し、これらチャネル分子が筋組織の恒常性に資する生理的意義の解明を行った。その結果、心筋をモデルとした萎縮機構において、TRPC3と活性酸素種産生酵素Nox2との機能連関が重要な役割を果たしていることを明らかにした。さらに、心筋に対して萎縮を惹起するストレスとなる飢餓ストレスや、抗がん剤による化学毒性は心筋細胞からのATPの遊離を惹起し、この細胞外ATPがP2Y2受容体を活性化することでTRPC3-Nox2経路を活性化することを明らかにした。また筋組織において重要な末梢血管網において、TRPC6チャネルは血管の機械的恒常性に資する平滑筋の細胞増殖・分化のバランスを制御する重要な役割を有することを明らかにした。以上から、TRPC3,TRPC6は筋細胞自体および末梢循環を制御することで、筋組織の恒常性維持に重要な役割を果たしていることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] NIEHS/NIH(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Mahidol University,(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University Malaysia Sabah(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] TRPC Channels in Cardiac Plasticity2020

    • 著者名/発表者名
      Numaga-Tomita Takuro、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 9 号: 2 ページ: 454-454

    • DOI

      10.3390/cells9020454

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TRPC3-Nox2 axis mediates nutritional deficiency-induced cardiomyocyte atrophy2019

    • 著者名/発表者名
      Sudi Suhaini Binti、Tanaka Tomohiro、Oda Sayaka、Nishiyama Kazuhiro、Nishimura Akiyuki、Sunggip Caroline、Mangmool Supachoke、Numaga-Tomita Takuro、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 9785-9785

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46252-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] TRPC6 regulates phenotypic switching of vascular smooth muscle cells through plasma membrane potential‐dependent coupling with PTEN2019

    • 著者名/発表者名
      Numaga‐Tomita Takuro、Shimauchi Tsukasa、Oda Sayaka、Tanaka Tomohiro、Nishiyama Kazuhiro、Nishimura Akiyuki、Birnbaumer Lutz、Mori Yasuo、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 33 号: 9 ページ: 9785-9796

    • DOI

      10.1096/fj.201802811r

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] TRPC channels in exercise-mimetic therapy.2018

    • 著者名/発表者名
      Numaga-Tomita T, Oda S, Nishiyama K, Tanaka T, Nishimura A, Nishida M.
    • 雑誌名

      Pflugers Archiv European Journal of Physiology

      巻: 471 号: 3 ページ: 507-517

    • DOI

      10.1007/s00424-018-2211-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Analysis of the molecular mechanism underlying ER Ca2+ sensor STIM1-dependent suppression of CaV1.2 channel activity2020

    • 著者名/発表者名
      Takuro Numaga-Tomita, Hiroki Takahashi, Mitsuhiko Yamada
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体CaセンサーSTIM1によるCav1.2チャネル制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      冨田拓郎、高橋弘穀、山田充彦
    • 学会等名
      中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 血管平滑筋の表現型スイッチにおけるTRPC6チャネルの重要性の解明2019

    • 著者名/発表者名
      冨田拓郎、西田基宏
    • 学会等名
      日本循環薬理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Importance of TRPC3-Nox2 Coupling in Cardiac Stiffness2019

    • 著者名/発表者名
      "Numaga-Tomita T, Shimauchi T, Kitajima N, Nishimura A, Nishida M"
    • 学会等名
      "8th International Workshop Cardiac Mechano-Electric Coupling and Arrhythmias"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 血管平滑筋の表現型スイッチにおけるTRPC6チャネルの重要性の解明2019

    • 著者名/発表者名
      Takuro Numaga-Tomita, Akiyuki Nishimura, Motohiro Nishida
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Physiological and pathophysiological significance of TRPC3-Nox2 coupling in the heart2019

    • 著者名/発表者名
      Takuro Numaga-Tomita, Tsukasa Shimauchi, Naoyuki Kitajma, Akiyuki Nishimura, Motohiro Nishid
    • 学会等名
      9th FAOPS congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TRPC6 plays a critical role in phenotype switching of vascular smooth muscle cells by physical and functional coupling with PTEN via membrane potential.2019

    • 著者名/発表者名
      Takuro Numaga-Tomita, Akiyuki Nishimura and Motohiro Nishida
    • 学会等名
      日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Physiological and pathophysiological significance of TRPC3-Nox2 coupling in the heart2019

    • 著者名/発表者名
      Takuro Numaga-Tomita, Tsukasa Shimauchi, Naoyuki Kitajma, Akiyuki Nishimura, and Motohiro Nishida
    • 学会等名
      9th FAOPS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] ベンゾイソオキサゾール化合物2018

    • 発明者名
      永田龍、森泰生、西田基宏、森誠之、冨田拓郎
    • 権利者名
      大阪大学、京都大学、自然科学研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-086929
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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