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ミトコンドリアによる心自動能制御メカニズムの多階層解析

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 25136707
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
研究機関福井大学

研究代表者

竹内 綾子  福井大学, 医学部, 特命助教 (00378704)

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)
キーワード洞房結節 / 自動能 / ミトコンドリア / 筋小胞体
研究実績の概要

ミトコンドリアを介した洞房結節自動能制御のメカニズムを明らかにすることを目的として、平成26年度は以下の検討を行った。
単離した洞房結節を用いて、洞房結節細胞の電子顕微鏡像を取得した。その結果、ミトコンドリアと筋小胞体の面積比はそれぞれ約15%、4%であった。また、ほぼ全てのミトコンドリアが筋小胞体と近接していた。一方、筋小胞体の約35%がミトコンドリアと近接していた。さらに、3D-SEMを用いて洞房結節細胞の三次元立体構築を行い、洞房結節細胞においてはT管がほとんど発達していないことを確認した。
上記実験データをもとに、ミトコンドリアと筋小胞体の面積比、両オルガネラの近接する割合などを、前年度構築した2種類の簡易洞房結節細胞モデルに導入し、精緻化した。シミュレーション解析から、ミトコンドリアNa-Ca交換輸送体NCLXの自動能発生における寄与を調べた。その結果、Caクロックで駆動されるモデルではNCLXはリズムを促進したのに対し、膜クロックで駆動されるモデルではNCLXの効果がなかった。Caクロックで駆動されるモデルでは、細胞膜直下のsubsarcolemmal spaceに全ての筋小胞体が局在すると仮定している。洞房結節ではT管がほとんど発達していないことを考え合わせると、実際の洞房結節細胞ではミトコンドリアNCLXのリズム発生における寄与はほとんどないと考えられた。
以上の成果を学会発表するとともに、総説として論文発表した。

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

    (18件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The destiny of Ca2+ released by mitochondria2015

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 65 号: 1 ページ: 11-24

    • DOI

      10.1007/s12576-014-0326-7

    • 関連する報告書
      2014 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] 心筋自動能発生におけるミトコンドリアNa+-Ca2+交換輸送体NCLXの役割2014

    • 著者名/発表者名
      竹内綾子、松岡達
    • 雑誌名

      心電図

      巻: 34 ページ: 69-81

    • NAID

      130005090813

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The mitochondrial Na^+-Ca^<2+> exchanger, NCLX, regulates automaticity of HL-1 cardiomyocytes2013

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 3 号: 1 ページ: 2766-2766

    • DOI

      10.1038/srep02766

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] HD physiological analysis of mechanisms underlying generation of cardiac automaticity via mitochondria2015

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi A, Matsuoka S
    • 学会等名
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Area “HD Physiology” The Final HD Physiology Symposium
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪)
    • 年月日
      2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアによる心自動能制御メカニズムの多階層解析」2015

    • 著者名/発表者名
      竹内綾子, 松岡達
    • 学会等名
      新学術領域「多階層生体機能学 HD Physiology最終成果報告会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪)
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マウス洞房結節細胞におけるミトコンドリア―筋小胞体の構造的・機能的クロストーク解析2014

    • 著者名/発表者名
      竹内綾子,松岡達
    • 学会等名
      第61回中部日本生理学会
    • 発表場所
      名古屋市立大学(名古屋)
    • 年月日
      2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 洞房結節細胞におけるミトコンドリア-筋小胞体のクロストーク:シミュレーション解析2014

    • 著者名/発表者名
      松岡達、竹内綾子
    • 学会等名
      生理学研究所研究会
    • 発表場所
      生理学研究所(岡崎)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mitochondrial Na-Ca exchanger NCLX-mediated mitochondria-sarcoplasmic reticulum Ca crosstalk and cardiomyocyte automaticity2014

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi A, Matsuoka S
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学 (鹿児島市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mitochondria-endoplasmic/sarcoplasmic reticulum Ca crosstalk and cellular function2014

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学 (鹿児島市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 洞房結節細胞自動能におけるミトコンドリアNCLXの寄与―シミュレーション解析2013

    • 著者名/発表者名
      竹内綾子,松岡達
    • 学会等名
      生理学研究所研究会
    • 発表場所
      生理学研究所 (岡崎市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] システム生理学研究による細胞内イオンダイナミクス―細胞生理機能連関の包括的理解2013

    • 著者名/発表者名
      竹内綾子,松岡達
    • 学会等名
      第7回 次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス (仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mitochondria-sarcoplasmic reticulum Ca2+ communication on the rhythmicity of sinoatrial node cells2013

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka S, Takeuchi A
    • 学会等名
      2013 Cardiac Physiome Workshop
    • 発表場所
      Bar Harbor (アメリカ合衆国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Contribution of mitochondrial Na+-Ca2+ exchanger, NCLX, in making the cardiac rhythmicity. A combination study of experiments and simulations2013

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • 学会等名
      The 2nd HD Physiology International Symposium: Multi-Level Systems Biology
    • 発表場所
      明治安田生命ビル4階 My Plazaホール (東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical analysis of mitochondrial NCX-mediated regulation of automaticity in sinoatrial node cells2013

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S
    • 学会等名
      The 2nd HD Physiology International Symposium: Multi-Level Systems Biology
    • 発表場所
      明治安田生命ビル4階 My Plazaホール (東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 生理学実習書2013

    • 著者名/発表者名
      松岡達、竹内綾子
    • 総ページ数
      296
    • 出版者
      南江堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [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

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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/

    • 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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