2021 Fiscal Year Research-status Report

運動と循環の起源と進化：新たな指標による地球環境変遷との関連解明

Research Project

Project/Area Number	20K21453
Research Institution	Kawasaki Medical School
Principal Investigator	花島章川崎医科大学, 医学部, 講師 (70572981)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	毛利聡川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413) 橋本謙川崎医科大学, 医学部, 准教授 (80341080) 氏原嘉洋名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80610021)
Project Period (FY)	2020-07-30 – 2023-03-31
Keywords	コネクチン / 心臓進化 / 甲殻類
Outline of Annual Research Achievements	運動や循環を司る筋肉の起源と進化は、全地球レベルの環境変遷に駆動されてきたと考えられるが、筋肉が軟組織で化石として残っておらず、相関は未解明である。本研究では、筋肉の巨大弾性蛋白質コネクチンに記録された環境変化の情報を動物横断的に取り出すことで、環境変遷による運動・循環の起源と進化という難問の解明、及び化石に残らない軟組織の進化に対する研究アプローチの変革に挑戦することを目指している。無脊椎動物の心臓循環系は開放循環系と閉鎖循環系の２種類存在しており、大部分は開放循環系である。そこで本年度は特に、哺乳類と異なり開放循環系を持つ節足動物甲殻類ロブスター心臓について多階層的に解析した。エコーで心室壁の動きを観察し、殻を開けると心室が虚脱することから心室への血液流入は心室に付着する弾性組織によると考えた。収縮期心室圧は10mmHg程度であった。組織染色では哺乳類と異なり冠血管が無く心筋組織は粗であり、電子顕微鏡像では横断面でのミオシンフィラメント密度は低かった。一方、心筋細胞は哺乳類と同様に太く、T管様構造が存在し、サルコメアは短く、心筋細胞の拡張性を規定するI-コネクチン分子のバネ領域は極端に短かった。従って、甲殻類の心臓は開放循環系で大きな心室収縮力を必要としないため臓器組織レベルで哺乳類と異なるが、心房を持たないことにより細胞分子レベルでは心房が退化しつつある哺乳類と類似することが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本研究の遂行には様々な動物門に属する動物を使用する必要があるが、コロナ禍や冬季の大雪などの影響により入手計画に遅れが生じているため。
Strategy for Future Research Activity	2022年3月末現在、コロナ問題が終焉に向かいつつあり、実験動物の入手を進め、補助者を雇用して各種実験を効率的に進める。
Causes of Carryover	コロナ禍で実験動物入手計画に遅れが生じたため。次年度は実験動物入手を進めるとともに、補助者を雇用して研究を加速させる。