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

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390042
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 松岡 達 福井大学, 医学部, 教授 (00263096)
• 研究分担者: 竹内 綾子 福井大学, 医学部, 特命助教 (00378704)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ミトコンドリア / カルシウム / トランスポーター / 心筋細胞 / リンパ球

研究概要

培養Bリンパ球（A20）において、ミトコンドリアNa-Ca交換体遺伝子（NCLX）をsiRNAによりノックダウンすると、A20細胞のランダムな細胞運動を増加させ、CXCL12刺激に対する細胞走化を抑制することが明らかになった。これは、NCLXがBCR刺激後のCa動態のみならず、リンパ球の多様な細胞機能に関与することを示唆する。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）におけるNCLX機能解析の結果及び、HL-1細胞数理モデルの解析結果を論文発表した。これまでの研究から、ミトコンドリアに存在するNCLXと筋小胞体／小胞体に存在するCaポンプ（SERCA）は極めて近い位置に局在すると推測される。そこで、SERCA1-3とNCLXが近接するかどうか、CoralHue/Fluo-chase Kitを用いてHEK293細胞において検討した。その結果、SERCA とNCLXは極めて近い位置に局在することが示唆された。ミトコンドリアと筋小胞体／小胞体は極めて狭いサブスペースを挟んで近接する。このサブスペースの意義を調べる目的で、ミトコンドリアと筋小胞体／小胞体間サブスペースを組み込んだ数理モデルを作成し、Bリンパ球数理モデルと心臓洞房結節細胞数理モデルに実装した。Bリンパ球数理モデルにおいては、BCR刺激後の細胞内Ca増加が、サブスペースがない数理モデルと比較して、NCLX機能により依存することが示唆された。心臓洞房結節細胞数理モデルにおいても、サブスペースを実装した数理モデルの方が、細胞収縮頻度がよりNCLX機能に依存することが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of chemicals inducing cardiomyocyte proliferation in developmental stage-specific manner with pluripotent stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Uosaki H, Magadum A, Seo K, Fukushima H, Takeuchi A, Nakagawa Y, Moyes KW, Narazaki G, Kuwahara K, Laflamme M, Matsuoka S, Nakatsuji N, Nakao K, Kwon C, Kass DA, Engel FB, Yamashita JK.
  • 雑誌名: Circ Cardiovasc Genet. 巻: 6 ページ: 624-633
  • DOI: 10.1161/CIRCGENETICS.113.000330.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mitochondrial Na+-Ca2+ exchanger, NCLX, regulates automaticity of HL-1 cardiomyocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Kim B, Matsuoka S.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 3 ページ: 2766
  • DOI: 10.1038/srep02766.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basophils are required for the induction of Th2 immunity to haptens and peptide antigens. (2013)
  • 著者名/発表者名: Otsuka A, Nakajima S, Kubo M, Egawa G, Honda T, Kitoh A, Nomura T, Hanakawa S, Sagita Moniaga C, Kim B, Matsuoka S, Watanabe T, Miyachi Y, Kabashima K.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 4 ページ: 1738
  • DOI: 10.1038/ncomms2740.
  • 査読あり
• [学会発表] リンパ球Ca応答の数理モデル解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡 達、金 鳳柱、竹内 綾子、古賀 織絵、疋田 正喜
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島市（鹿児島大学）
  • 年月日: 20140316-20140318
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリアNa-Ca交換体NCLXを介した心筋ミトコンドリア―筋小胞体Caクロストークと自動能制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 綾子、松岡 達
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島市（鹿児島大学）
  • 年月日: 20140316-20140318
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリア―(筋)小胞体Ca2+クロストークと細胞機能連関. (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 綾子、金 鳳柱、松岡 達
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島市（鹿児島大学）
  • 年月日: 20140316-20140318
• [学会発表] 細胞容積調節におけるチャネル・トランスポーターの寄与～包括的心筋細胞数理モデルと細胞生理実験によるイオン・水動態の解明～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子、松岡 達
  • 学会等名: 水シグナル研究会
  • 発表場所: 福井市アオッサ
  • 年月日: 20140305-20140306
  • 招待講演
• [学会発表] Mitochondria-Sarcoplasmic Reticulum Ca2+ Communication on the Rhythmicity of Sinoatrial Node Cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka S, Takeuchi A
  • 学会等名: Cardiac Physiome Workshop 2013.
  • 発表場所: Bar Harbor, ME USA
  • 年月日: 20131017-20131019
  • 招待講演
• [学会発表] Simulation analyses of the role of NCLX, a mitochondrial Na+-Ca2+ exchanger, on the regulation of automaticity in sinoatrial node cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A, Matsuoka S
  • 学会等名: Cardiac Physiome Workshop 2013.
  • 発表場所: Bar Harbor, ME USA
  • 年月日: 20131017-20131019
• [学会発表] Contribution of Mitochondrial Na+-Ca2+ Exchanger, NCLX, in Making the Cardiac Rhythmicity. A Combination Study of Experiments and Simulations.
  • 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: 東京 丸の内 MY PLAZA
  • 招待講演
• [図書] 新訂・生理学実習書 : 心室筋細胞興奮収縮連関のシミュレーション実習 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内綾子, 松岡達
  • 総ページ数: 310
  • 出版者: 南江堂
• [備考] 統合生理学領域（旧 生理学2）ホームページ
  • URL: http://seiri2.med.lab.u-fukui.ac.jp/
• [備考] Department of Integrative and Systems Physiology
  • URL: http://isphysio.med.u-fukui.ac.jp/index.html