| 研究課題/領域番号 |
17590749
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
循環器内科学
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
矢野 捷介 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (50039864)
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| 研究分担者 |
芦澤 直人 長崎大学, 大学院・医歯学薬総合研究科, 講師 (10301368)
瀬戸 信二 長崎大学, 大学院・医歯学薬総合研究科, 助教授 (00136657)
田中 協栄 長崎大学, 医学部・歯学部附属病院, 医員 (10380875)
寺薗 英之 長崎大学, 大学院・医歯学薬総合研究科, 助手 (30398143)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| キーワード | 心筋細胞 / 同期 / コネキシン43 / 単一細胞培養アッセイシステム / 心収縮 / イソプロテレノール |
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| 研究概要 |
心臓は個々の心筋細胞および非心筋細胞から構成されているが、全体としては機能的合胞体として機能している。個々の心筋細胞間の興奮伝播にはgap junctionが大きな役割を果たしていると考えられている。現在心筋細胞の機能解析法として、in vitro系においては心筋細胞をプラスチックプレート上で培養する方法が用いられている。最初は個々の細胞がそれぞれ独立したリズムで拍動しているが、徐々に同期し集団として拍動するようになる。しかしこの方法では、接着後の細胞間の相互作用をmassとしてしか見ることが出来ず、また心筋細胞と非心筋細胞の分離培養は基本的に不可能であった。我々は微細加工技術を用いて、マイクロチップ上に「1細胞レベル」で細胞ネットワークを構築して計測する「オンチップ・セロミクス計測システム」を導入した。本培養系を用いると、Cell sorting systemによって分離・同定された個々の細胞をチップ上で培養し、細胞レベルでの相互作用を観察することが可能である。
心筋細胞を非接着性のアガロース上で数時間浮遊培養しても拍動しなかったが、微細加工を施した接着性の足場となるマイクロチャンバー内で培養することにより、1細胞でも拍動を開始した。また、それぞれ自動拍動能を持つ心筋細胞でネットワークを作成すると拍動の同期現象が認められ、免疫組織学的手法で検討した結果、細胞間にコネキシン43の発現が認められ、細胞間の同期現象にGAP結合が関与していることが明らかとなった。次にβ-agonistであるイソプロテレノールを添加すると、濃度依存的に拍動頻度が増加し、その影響は薬物をwash outすると、直ちに消失した。またイソプロテレノール添加時においても、接着した心筋細胞間の同期性は保たれていた。最後に、ネットワークを構成する心筋細胞数の違い(1、2、4、9細胞)による拍動同期の変化を検討した。心筋細胞の拍動同期は2細胞以上で生じ、細胞数が増えても認められた。また、細胞数が増えるにしたがい、拍動間隔の揺らぎ(バラツキ)が小さくなることも明らかとなった。
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