• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実施状況報告書

糖尿病によるミトコンドリア内へのカルシウム流入の低下が心筋の拡張障害に果たす役割

研究課題

研究課題/領域番号 19K08507
研究機関東北大学

研究代表者

進藤 千代彦  東北大学, 医学系研究科, 名誉教授 (10216228)

研究分担者 三浦 昌人  東北大学, 医学系研究科, 教授 (30302110)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードグルコース値 / 心筋就職力
研究実績の概要

1)グルコース値上昇の心筋収縮弛緩能に対する影響
正常ラットから摘出した多細胞心室筋(トラベクラ)においてグルコース値を150から400mg/dLに上昇させると、収縮力と最大収縮速度・最小弛緩速度の低下、カルシウム・カルモデュリン依存性プロテインキナーゼⅡ(CaMKⅡ)の活性化、トロポニンIのリン酸化割合の上昇が認められたが、細胞内カルシウムは変化しなかった。CaMKⅡの阻害薬であるKN93は、これらの変化を抑制した。さらに、ヘキソサミン合成経路を抑制するために、D-fructose-6-phosphate amidotransferaseを阻害することにより、これらの変化が抑制された。この結果より、グルコース値の上昇がヘキソサミン合成経路を介してCaMKⅡを活性化し、この活性化がトロポニンIのリン酸化による心筋の収縮と弛緩動態に関与していることが示唆された。
2) 張力と細胞内カルシウムの測定
ラットにストレプトゾトシン(STZ)液と対照液を皮下注射したところ、STZ投与ラットでは8週後に有意な血糖値の上昇と体重低下減少が認められた。STZラットより摘出した多細胞心室筋(トラベクラ)において、サルコメア長2.0μmにおける発生張力、最大収縮速度、最小弛緩速度の低下が認められた。更には、細胞内ピークカルシウム濃度の低下、細胞内カルシウム低下速度の延長が認められた。トロポニンIのリン酸化割合は両群ラットで変化が見られなかった。
糖尿病肥満モデルdb/dbマウスでは体重増加と血糖値の上昇と認めた。db/dbマウスから摘出したトラベクラにおいても最小弛緩速度の低下、細胞内カルシウム低下速度の延長が認められた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

新型コロナ感染拡大により、研究室への入室制限や研究時間の制限が生じ、実験計画の遂行に支障が生じたため。

今後の研究の推進方策

1) タンパク発現の比較
ストレプトゾトシン(STZ)ラットとコントロール・ラットにおけるミトコンドリア・カルシウム・ユニポーター(MCU)、筋小胞体カルシウムポンプ(SERCA)、SERCA活性を制御するホスホランバン(PLB)の発現を比較する。
2)MCU欠損マウスを用いた検討
Myh6-cre+/-マウスは既に保有しているが、MCUflox/floxマウスをジャクソン研究所より購入する。このMCUflox/floxマウスとα-myosin heavy chain (Myh6)-cre+/-マウスを交配することにより、心筋特異的MCU欠損マウス(MCUflox/flox/ Myh6-cre+/-)を作製する。心筋特異的MCU欠損マウスのリッターメイトマウスをコントロールマウスとして用いる。心筋特異的MCU欠損マウスとコントロールマウスそれぞれに、対照液とSTZ液(200mg/kg)を皮下注射し、心筋特異的MCU欠損マウスとコントロールマウスそれぞれの対照マウスとSTZマウスの4群においてMCUタンパク発現の比較、STZ液の投与による変化の比較を皮下注射3週間後に行う。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの感染拡大により、研究室への入室制限や研究時間の制限、学会や研究会が中止・延期が生じ、そのため次年度使用額が生じた。 研究計画遂行の遅れを取り戻すべく、試薬や実験器具等に使用することとする。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Effect of transient elevation of glucose on contractile properties in non-diabetic rat cardiac muscle2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Masahito、Hasegawa Taiki、Matsumoto Ayana、Nishiyama Masami、Someya Yuka、Satoh Wakako、Kumasaka Kazunori、Shindoh Chiyohiko、Sato Haruka
    • 雑誌名

      Heart and Vessels

      巻: 36 ページ: 568~576

    • DOI

      10.1007/s00380-020-01726-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-intensity pulsed ultrasound ameliorates cardiac diastolic dysfunction in mice: a possible novel therapy for heart failure with preserved left ventricular ejection fraction2020

    • 著者名/発表者名
      Monma Yuto、Shindo Tomohiko、Eguchi Kumiko、Kurosawa Ryo、Kagaya Yuta、Ikumi Yosuke、Ichijo Sadamitsu、Nakata Takashi、Miyata Satoshi、Matsumoto Ayana、Sato Haruka、Miura Masahito、Kanai Hiroshi、Shimokawa Hiroaki
    • 雑誌名

      Cardiovascular Research

      巻: Jul 19 ページ: cvaa221

    • DOI

      10.1093/cvr/cvaa221

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient Elevation of Glucose Increases Arrhythmia Susceptibility in Non-Diabetic Rat Trabeculae With Non-Uniform Contraction2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Masahito、Handoh Tetsuya、Taguchi Yuhto、Hasegawa Taiki、Takahashi Yui、Morita Natsuki、Matsumoto Ayana、Shindoh Chiyohiko、Sato Haruka
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 84 ページ: 551~558

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-19-0715

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechano‐electric and mechano‐chemo‐transduction in cardiomyocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Izu Leighton T.、Kohl Peter、Boyden Penelope A.、Miura Masahito、Banyasz Tamas、Chiamvimonvat Nipavan、Trayanova Natalia、Bers Donald M.、Chen‐Izu Ye
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: 598 ページ: 1285~1305

    • DOI

      10.1113/JP276494

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Mitochondrial connexin43 affects the occurrence of arrhythmias with modulation of mitochondrial KATP channels2021

    • 著者名/発表者名
      Wakako Satoh, Masami Nishiyama, Yuka Someya, Kazunori Kumasaka, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会
  • [学会発表] Ca2+ within the mitochondria in involved in the occurrence of arrhythmias in rat right ventricular hypertrophy2021

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kumasaka, Yuka Someya, Wakako Satoh, Masami Nishiyama, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会
  • [学会発表] Right ventricular strain by CMR is an important parameter to assess right ventricular functional reserve with pulmonary arterial hypertension2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Sato, Yuka Someya, Masami Nishiyama, Wakako Satoh, Kazunori Kumasaka, Chiyohiko Shindoh, Hideki Ota, Masahito Miura
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会
  • [学会発表] Mitochondrial connexin43 affects arrhythmogenesis with modulation of mitochondrial KATP channels2020

    • 著者名/発表者名
      Masami Nishiyama, Yuka Someya, Kazunori Kumasaka, Wakako Satoh, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      ESC Congress 2020
  • [学会発表] Ca2+ loading within mitochondria affects arrhythmogenesis in rat right ventricular hypertrophy2020

    • 著者名/発表者名
      Yuka Someya, Masami Nishiyama, Kazunori Kumasaka, Wakako Satoh, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      ESC Congress 2020
  • [学会発表] Right ventricular longitudinal strain with CMR can more accurately estimate right ventricular functional reserve in rats with pulmonary arterial hypertension2020

    • 著者名/発表者名
      Haruka Sato, Yuka Someya, Yui Takahashi, Masami Nishiyama, Ayana Matsumoto, Natsuki Morita, Chiyohiko Shindoh, Hideki Ota, Takuya Ueda, Ryuta Kawashima, Masahito Miura
    • 学会等名
      ESC Congress 2020
  • [学会発表] Mitochondrial connexin43 affects the occurrence of arrhythmias with the modulation of mitochondrial KATP channels2020

    • 著者名/発表者名
      Masami Nishiyama, Natsuki Morita, Yuka Someya, Yui Takahashi, Ayana Matsumoto, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第84回日本循環器学会
  • [学会発表] Right ventricular longitudinal strain with CMR more accurately estimates right ventricular contractile properties in rats with pulmonary arterial hypertension2020

    • 著者名/発表者名
      Yuka Someya, Yui Takahashi, Ayana Matsumoto, Natsuki Morita, Masami Nishiyama, Chiyohiko Shindoh, Hideki Ota, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第84回日本循環器学会

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi