筋肉熱シグナリング破綻・暴走の個体解析

2022 年度 実績報告書

• 研究領域: 筋肉トランススケール熱シグナリング
• 研究課題/領域番号: 22H05055
• 研究機関: 東京慈恵会医科大学
• 研究代表者: 山澤 徳志子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (00282616)
• 研究分担者: 村山 尚 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (10230012)
• 研究期間 (年度): 2022-05-20 – 2025-03-31
• キーワード: リアノジン受容体 / 熱シグナリング / 悪性高熱症

研究実績の概要

本計画研究A03班の役割は、A01班、A02班のツールを利用して、熱シグナルの破綻が生命システムに及ぼす影響、生理的意義を追求することにある。熱と密接なかかわりのある悪性高熱症（MH）・熱中症を対象に、細胞内・生体内における生体分子の熱感受性や熱発生を顕微イメージングで明らかにし、その影響を生理学的に突き詰めるとともに、得られた知見に基づいた治療戦略を目指す。
本年度はMHモデルマウス骨格筋細胞の熱暴走仮説の検証を行った。MHモデルマウス、および、WTマウスから採取した短趾屈筋をマイルドな酵素条件で処理して、神経筋接合部（NMJ）が保持されている単離骨格筋細胞を得た。これらの熱感受性を、光熱刺激法と蛍光Ca2+指示薬による蛍光観察を組み合わせた顕微解析法で定量評価系を確立した。また、細胞内のCa2+の上昇が実際に温度上昇を引き起こすか否かを明らかにするために、A01班の蛍光温度計色素（ERthermAC）とCa2+蛍光指示薬をMHモデルマウスのヘテロ細胞に適用し、イソフルラン麻酔投与時、細胞内温度と細胞内Ca2+濃度の変化を単一細胞において同時に測定し、イソフルラン麻酔投与時に、細胞内温度と細胞内Ca2+濃度がいずれも上昇することを確認した。すなわち、イソフルラン麻酔で引き起こされる悪性高熱症を、単一細胞レベルで再現することに成功した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度の研究計画である「悪性高熱症（MH）モデルマウス骨格筋細胞の熱暴走仮説の検証」を遂行してその成果を論文（Journal of General Physiology,　2022）で報告した。

今後の研究の推進方策

研究計画の大きな変更は予定していない。当初の研究計画に沿って次年度も研究を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Heat-hypersensitive mutants of ryanodine receptor type 1 revealed by microscopic heating (2022)
  • 著者名/発表者名: Oyama Kotaro、Zeeb Vadim、Yamazawa Toshiko、Kurebayashi Nagomi、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Murayama Takashi、Oyamada Hideto、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、Nishino Ichizo、Harada Yoshie、Fukuda Norio、Ishiwata Shin’ichi、Suzuki Madoka
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 119 ページ: e2201286119
  • DOI: 10.1073/pnas.2201286119
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mice with R2509C-RYR1 mutation exhibit dysfunctional Ca2+ dynamics in primary skeletal myocytes (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi Yoshitaka、Oyama Kotaro、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Tachibana Toshiaki、Manome Yoshinobu、Kikuchi Emi、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、Nishino Ichizo、Mori Shuichi、Ishida Ryosuke、Kagechika Hiroyuki、Suzuki Madoka、Fukuda Norio、Yamazawa Toshiko
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 巻: 154 ページ: e202213136.
  • DOI: 10.1085/jgp.202213136
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] DYSFUNCTIONAL CA2+ DYNAMICS IN PRIMARY SKELETAL MYOCYTES FROM R2509C-RYR1 MICE (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Tsuboi, Kotaro Oyama, Fuyu Kobirumaki-Shimozawa, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Toshiaki Tachibana, Yoshinobu Manome, Emi Kikuchi, Madoka Suzuki, Norio Fukuda, Toshiko Yamazawa
  • 学会等名: Biophysical Society 67rd Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 新規モデル動物を用いた骨格筋における1型リアノジン受容体の機能解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山澤 德志子
  • 学会等名: 日本生理学会第100回記念大会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋における熱によるカルシム放出 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山澤 德志子
  • 学会等名: 第96回日本薬理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Dysfunctional muscle thermal signaling (2022)
  • 著者名/発表者名: 山澤 德志子
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
  • 招待講演