哺乳類と異なる戦略で優れた心機能を発揮する鳥類に学ぶ革新的心不全治療の創出

通过向鸟类学习来创造心力衰竭的创新疗法，鸟类使用与哺乳动物不同的策略表现出卓越的心脏功能。

• 批准号: 19K22962
• 负责人: 氏原 嘉洋
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K22962/
• 关键词: 鳥類; 心臓; 心筋細胞; カルシウム; ウズラ; ラット; 筋小胞体; バイオメカニクス; 循環生理学; メカノバイオロジー; 哺乳類; 両生類; バイオミメティクス; 比較生理学; 心不全

昨年度において，ウズラ（鳥類）とラット（哺乳類）から単離した心筋細胞のカルシウム濃度変化を比較した．その結果，鳥類は哺乳類と比較して，収縮を惹起したカルシウム濃度上昇を素早く低下させる能力が高く，その特徴は細胞内カルシウムストアである筋小胞体のカルシウム取り込み能力が高いことに起因することを示唆する実験データを取得した．この結果に対して，2つの方法で追加実験を行った．まず，Fura-2よりもカルシウム濃度変化の時間追従性に優れたカルシウム蛍光指示薬であるFura-4Fを用いて，ウズラとラットの心筋細胞の細胞質におけるカルシウム濃度変化を比較した．Fura-4Fにおいても，Fura-2と同様にウズラの心筋細胞の方がカルシウム濃度低下が速く，ウズラの方が優れたカルシウム排出能力を有していることが示唆された．細胞質からのカルシウムの排出は，主に，筋小胞体カルシウムポンプ（SERCA）による筋小胞体への取り込みとNa+/Ca2+交換体（NCX）による細胞外への排出によって生じる．ウズラとラットの心筋細胞において，細胞全体のNCXのカルシウム輸送能力を比較したところ，ラットの方が輸送能力が高い傾向を示した．このことは，ウズラの迅速なカルシウム排出は，SERCAによる筋小胞体への取り込み能力が高いことに起因することを示唆している．これらの結果は，鳥類の心筋細胞は，筋小胞体へのカルシウム取り込み能力を向上させることで，優れたカルシウム排出能力を獲得したとの仮説を裏付けるものであった．

In the past few years, the concentration of different species of birds and mammals has changed significantly. As a result, birds have a higher ability to contract than mammals, and their characteristics are higher than those of mammals. The result of this is that the method of 2 is added. Fura-4F is used as a light indicator to compare the concentration of Fura-2 and Fura-2 in the cytoplasm of cardiac muscle cells.Fura-4F is used as a light indicator to compare the concentration of Fura-2 and Fura-2 in the cytoplasm of cardiac muscle cells. It has been shown to be able to discharge the exhaust gas from the exhaust system. Cytoplasmic efflux is mainly caused by the extracellular efflux of Na+/Ca2 + exchanger (NCX), which is produced by SERCA. The comparison of NCX transport capacity of the whole cell showed that NCX transport capacity of the whole cell tended to be high. This is the reason why SERCA is able to extract cells rapidly. As a result, the muscle cells of birds have the ability to extract muscle cells from the muscle cells.

项目成果

Comparative evaluation of passive mechanical properties of ventricles in different habitats using Anura and Serpente

使用 Anura 和 Serpente 比较评估不同栖息地心室的被动力学特性

• 发表时间: 2023
• 作者: 花井 拓未;山本 岳洋;伊藤 愛，Nguyen Vu，小椋 悠平，杉田 修啓，中村 匡徳，氏原 嘉洋
• 通讯作者: 伊藤 愛，Nguyen Vu，小椋 悠平，杉田 修啓，中村 匡徳，氏原 嘉洋

心臓進化の観点からみたカエル心室の受動的伸展性－ラット・カメとの比較－

从心脏进化的角度看青蛙心室的被动伸展性-与大鼠和乌龟的比较-

• 发表时间: 2020
• 作者: Takumi Saito;Daiki Matsunaga;Tsubasa S. Matsui;Kentaro Noi;Shinji Deguchi;伊藤 愛，杉田 修啓，中村 匡徳，氏原 嘉洋
• 通讯作者: 伊藤 愛，杉田 修啓，中村 匡徳，氏原 嘉洋

陸生脊椎動物の心筋細胞のカルシウム濃度管理の重要性と多様性

陆生脊椎动物心肌细胞钙浓度管理的重要性和多样性

• 发表时间: 2021
• 作者: Hideto Moriyama;Haruma Nashimoto;Genki Ogata;Yoshiaki Furukawa;Hiroshi Hibino;Hiroyuki Kusuhara;Yasuaki Einaga.;氏原 嘉洋
• 通讯作者: 氏原 嘉洋

Changes in ventricular structure and passive stiffness during vertebrate terrestrialization: Comparison of ventricles of extant Anura from different habitats

脊椎动物陆化过程中心室结构和被动刚度的变化：不同栖息地现存无尾脑室的比较

• 发表时间: 2022
• 作者: Kondo Takumi;Higo Shuichiro;Shiba Mikio;Kohama Yasuaki;Kameda Satoshi;Tabata Tomoka;Inoue Hiroyuki;Okuno Shota;Ogawa Shou;Nakamura Satoki;Takeda Maki;Ito Emiko;Li Junjun;Liu Li;Kuramoto Yuki;Lee Jong-Kook;Takashima Seiji;Miyagawa Shigeru;Sawa Yoshiki;Hiko;Yoshihiro Ujihara
• 通讯作者: Yoshihiro Ujihara

Ventricle of terrestrial Anura is stiffer than that of aquatic Anura due to differences in collagen density

由于胶原蛋白密度的差异，陆地无尾鸟的心室比水生无尾鸟的心室更硬

• 发表时间: 2021
• 作者: Megumi Ito;Shukei Sugita;Masanori Nakamura;Yoshihiro Ujihara
• 通讯作者: Yoshihiro Ujihara