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2011 年度 実績報告書

ミトコンドリアNa-Ca交換蛋白(NCLX)の構造と機能連関に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23390042
研究機関京都大学

研究代表者

松岡 達  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (00263096)

研究分担者 竹内 綾子  京都大学, 医学研究科, 助教 (00378704)
キーワードミトコンドリア / カルシウム / 心筋細胞 / リンパ球 / Na-Ca交換 / 自動能
研究概要

Bリンパ球において、ミトコンドリアNa-Ca交換体遺伝子(NCLX)をノックアウトまたはノックダウンすると、ミトコンドリアCa排出が著明に抑制されるのみならず、小胞体Ca含量減少、小胞体Caポンプ(SERCA)によるCa取り込みの減少、小胞体からのCaリークの増加がおこり、その結果、抗IgM抗体による細胞膜抗原受容体刺激で誘発される小胞体Ca放出は著明に抑制された。既存の-ミトコンドリアNa-Ca交換体阻害薬は、同様の効果をしめした。また、Bリンパ球のCa動態を再構築した数理モデルにおいても再現された。今年度はこの成果を論文発表した(Kim et al.Physiol.2012;590:459-74)。
自動能を有する興奮性細胞である株化培養心筋細胞(HL-1細胞)を用いて、NCLXの機能解析を進めた。NCLXはミトコンドリアに限局して発現し、NCLXのsiRNAによるノックダウンは、ミトコンドリアCa排出を抑制した。さらに、NCLXノックダウンは、細胞の収縮周期を長くした。この陰性変時作用は、細胞質Caトランジエント立ち上がり速度の減少と活動電位の緩除脱分極相(4相)の遅延に起因すると推測された。また、カフェインを用いて測定した筋小胞体Ca含量は減少していた。心房筋興奮-収縮連関の数理モデルを構築し、理論的解析を進めている。
NCLXの構造機能相関と細胞機能連関を調べるための変異体の作成、及びtwo-hybrid法を用いてNCLX機能を調節する蛋白・遺伝子を同定する準備も着実進めることができた。ミトコンドリア・(筋)小胞体コミュニケーションの数理モデル作成のための基礎データの収集を行い、数理モデルの骨格を構築するところまで進捗した。

現在までの達成度 (区分)
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

実験計画は、ほぼ計画通りに遂行することができた。また、成果の論文発表、学会発表ともに十分に行うことができたため、「おおむね順調に進展している。」と評価する。

今後の研究の推進方策

心房筋細胞モデルの構築がやや遅れているが、次年度中には完成することができると考える。現時点では研究計画の変更はしない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Pivotal role of mitochondrial Na+-Ca2+ exchange in antigen receptor mediated2012

    • 著者名/発表者名
      Kim B, et al
    • 雑誌名

      J Physiol

      巻: 590 ページ: 459-474

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2011.222927

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NHE-1 blockade reversed changes in calcium transient in myocardial slices2012

    • 著者名/発表者名
      Hattori H, et al
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 419 ページ: 431-435

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.02.041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient and Scalable Purification of Cardiomyocytes from Human Embryonic and Induced Pluripotent Stem Cells by VCAM1 Surface2011

    • 著者名/発表者名
      Uosaki H, et al
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 6 ページ: e23657

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0023657

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Standardised reporting for model reproducibility, interoperability, and data sharing2011

    • 著者名/発表者名
      Quinn TA, et al
    • 雑誌名

      Prog Biophys Mol Biol

      巻: 107 ページ: 4-10

    • DOI

      10.1016/j.pbiomolbio.2011.07.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Requirement of Interaction between Mast Cells and Skin Dendritic Cells to Estabish Contact Hypersensitivity2011

    • 著者名/発表者名
      Otsuka A, et al
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 6 ページ: e25538

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0025538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impairment of Ubiquitin-Proteasome System by E334K cMyBPC Modifies Channel2011

    • 著者名/発表者名
      Bahrudin U, et al
    • 雑誌名

      J Mol Biol

      巻: 413 ページ: 857-878

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2011.09.006

    • 査読あり
  • [学会発表] Role of mitochondrial NCX on CXCL12-induced chemotaxis in B lymphocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Bongju Kim
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本文化会館(松本市)
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] Na+/H+ exchanger-1 blocker treatment reversed changes in calcium transient in2012

    • 著者名/発表者名
      Takeshita D
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本文化会館(松本市)
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] Regulation of cardiomyocyte function via mitochondrial NCX (NCLX)2012

    • 著者名/発表者名
      Ayako Takeuchi
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本文化会館(松本市)
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] Role of mitochondrial Na-Ca exchange on BCR-mediated Ca2+ signalling in B lymphocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Bongju Kim
    • 学会等名
      56th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
    • 年月日
      2012-02-29
  • [学会発表] Role of mitochondrial Na-Ca exchange on B Cell Receptor-mediated Ca2+ signaling in DT40 and A20 B lymphocytes2011

    • 著者名/発表者名
      Bongju Kim
    • 学会等名
      日光シンポジウム:膜輸送体研究の前衛を目指して
    • 発表場所
      日光東照宮晃陽苑(日光市)
    • 年月日
      20111217-20111218
  • [学会発表] Roles of mitochondria NCX (NCLX) on antigen-receptor mediated Ca2+ signaling2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Matsuoka
    • 学会等名
      6th International Conference on Na+/Ca2+ Exchange 2011
    • 発表場所
      ナポリ(イタリア)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-02
  • [学会発表] Functional characterization of a mitochondrial Na/Ca exchanger (NCLX) in cardiac cell line, HL-12011

    • 著者名/発表者名
      Ayako Takeuchi
    • 学会等名
      6th International Conference on Na+/Ca2+ Exchange 2011
    • 発表場所
      ナポリ(イタリア)
    • 年月日
      2011-10-01
  • [学会発表] Mitochondrial Na/Ca exchange in excitable and non-excitable cells2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Matsuoka
    • 学会等名
      4th Cardiac Physiome Conference
    • 発表場所
      オックスフォード(イギリス)(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-08
  • [学会発表] Simulation study of Ca2+-dependent mitochondrial regulation in cardiac excitation-contraction coupling2011

    • 著者名/発表者名
      Ayako Takeuchi
    • 学会等名
      4th Cardiac Physiome Conference
    • 発表場所
      オックスフォード(イギリス)
    • 年月日
      2011-07-08

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公開日: 2013-06-26  

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