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実験・計算科学による内耳臓器内カリウムイオン循環の機能解析

公募研究

研究領域統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
研究課題/領域番号 25136704
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
審査区分 複合領域
研究機関新潟大学

研究代表者

任 書晃  新潟大学, 医歯学系, 助教 (80644905)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2013年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード内リンパ液高電位 / 聴覚生理学 / イオン輸送 / 内リンパ液電位
研究実績の概要

内耳蝸牛を満たす細胞外液「内リンパ液」は、150 mMの高K+濃度と+80 mVの高電位を呈する。この特殊なK+環境は、聴覚機能に必須であるが、その基礎としてK+動態の理解が欠かせない。我々は、K+イオン電極を作成し、内リンパ液の高電位の成立が、蝸牛の上皮組織「らせん靭帯」におけるイオン動態に基づくことを明らかにした。らせん靭帯には、Na+,K+APTaseとNa+, K+, Cl-共輸送体が発現しているが、これらの寄与は不明であった。具体的には、K+イオン電極を生動物のらせん靭帯に刺入し、そこでイオン輸送体の阻害薬であるウアバイン、ブメタニドを血管から潅流した。その結果、ウアバインではらせん靭帯のK+濃度が減少したのに対し、ブメタニドでは変化がなかった。本課題では、盛んなイオン輸送の場であるらせん靭帯のK+濃度が、主にNa+,K+APTaseによって維持されていることが明らかになった。さらに計算科学の手法を駆使して、定量的・理論的にこの実証を行い、実験結果の再現に成功した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] NKCCs in the fibrocytes of the spiral ligament are silent on the unidirectional K+ transport that controls the electrochemical properties in the mammalian cochlea2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshida T, Nin F, Ogata G, Uetsuka S, Kitahara T, Inohara H, Akazawa K, Komune S, Kurachi Y, Hibino H
    • 雑誌名

      Pflugers Archiv - European Journal of Physiology

      巻: in press 号: 7 ページ: 1577-1589

    • DOI

      10.1007/s00424-014-1597-9

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The mechanism underlying maintenance of the endocochlear potential by the K+ transport system in fibrocytes of the inner ear2013

    • 著者名/発表者名
      Naoko Adachi, Takamasa Yoshida, Fumiaki Nin, Genki Ogata, Soichiro Yamaguchi, Toshihiro Suzuki, Sizuo Komune, Yasuo Hisa, Hiroshi Hibino and Yoshihisa Kurachi
    • 雑誌名

      Journal of Physiology (London)

      巻: 591(18) 号: 18 ページ: 4459-4472

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2013.258046

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 内リンパ液高電位の成立におけるNa+,K+,2Cl-共輸送体の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      吉田 崇正、任 書晃、緒方 元気、上塚 学、小宗 静男、倉智 嘉久、日比野 浩
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス、鹿児島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 内リンパ液高電位の成立におけるNa+,K+,2Cl-共輸送体の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      吉田 崇正、任 書晃、緒方 元気、上塚 学、小宗 静男、倉智 嘉久、日比野 浩
    • 学会等名
      第87回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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