心筋ギャップジャンクションカルシウム依存性開閉機構の実験的解明とモデル化

心肌间隙连接钙依赖性门控机制的实验阐明和建模

• 批准号: 18700390
• 负责人: 岡 千晶
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700390/
• 关键词: 心筋細胞; 数理モデル; 細胞内カルシウム

心筋ギャップジャンクションチャネルは細胞内カルシウムの生理的濃度範囲に応答して閉じることが実験的に確かめられており、この応答に対するチャネル動態を明らかにすることは、細胞内Ca動態変化と興奮伝導さらに心臓ポンプ機能の関係を考察するため必要不可欠である。はじめに、ギャップジャンクションのカルシウム依存性を、パッチクランプ2本電極法により測定することを試みた。連結細胞の一方を電位固定し、細胞外Caを任意濃度で還流後、もう一方の細胞膜をレーザービームで瞬時に穿孔し、ギャップジャンクションコンダクタンスのCa応答を記録した。しかしコンダクタンス変化のCa応答に一貫性は見られず、一定の成果は得られなかった。そこで数理学的アプローチをさらに発展させることにした。病態時Ca動態変化と興奮伝導、心臓ポンプ機能変化の関係を考察するには、筋小胞体Caポンプ(SERCA)モデルの改良が必要不可欠であった。なぜなら、病態時Ca動態変化とエネルギー枯渇との関連性が近年注目されているが、細胞Ca調整に最も重要なSERCAのエネルギー依存性がまったく考慮されていないためである。新規開発したSERCAモデルはCa依存性のほか、ATP、ADP、Pi依存性、2番目のATP結合の効果、CaとATPによるEP生成速度の違いに関する実験データが再現可能なよう構築した。包括的心筋細胞モデルに組み込むと、SERCAを介するCaフラックスのピークは、ライアノジンチャネルからのCa放出のタイミングから遅れがあることが予測された。しかし、SERCAのピークを遅らせると細胞内Caを上昇させるリスクを併せ持つことも示唆された。本細胞モデルを用いることで、病態時収縮機能低下や興奮伝播異常のメカニズム解析の進展が期待される。

Heart muscle ギ ャ ッ プ ジ ャ ン ク シ ョ ン チ ャ ネ ル は intracellular カ ル シ ウ ム の physiological concentration of van 囲 に 応 answer し て closed じ る こ と が be 験 に か indeed め ら れ て お り, こ の 応 answer に す seaborne る チ ャ ネ ル dynamic を Ming ら か に す る こ と は, intracellular Ca dynamic variations と excited 伝 guide さ ら に heart viscera ポ ン プ function の を masato department inspects す る た め is not necessary It is lacking である. は じ め に, ギ ャ ッ プ ジ ャ ン ク シ ョ ン の カ ル シ ウ ム dependency を, パ ッ チ ク ラ ン プ 2 this eletrode に よ り determination す る こ と を try み た. Link cell の side fixed し を potential, concentration of extracellular Ca を arbitrary で also flow after, も う side の membrane を レ ー ザ ー ビ ー ム で instantaneous に perforated し, ギ ャ ッ プ ジ ャ ン ク シ ョ ン コ ン ダ ク タ ン ス の Ca 応 answer を record し た. し か し コ ン ダ ク タ ン ス variations change の Ca 応 answer に consistency は see ら れ ず, certain の results は ら れ な か っ た. Youdaoplaceholder0 とに で the development of mathematics and physics アプロ そ チをさらに チをさらに させる させる とに とに た た た た た た. Pathological when Ca dynamic variations と excited 伝 guide is crucial, the heart ポ ン プ function - the の を masato department inspects す る に は, small muscle cell body Ca ポ ン プ (SERCA) モ デ ル の improved が need not owe で あ っ た. な ぜ な ら, pathological Ca dynamic variations と エ ネ ル ギ ー withered 渇 と の masato even sex が attention in recent years さ れ て い る が, cell Ca adjustment に も most important な SERCA の エ ネ ル ギ ー dependency が ま っ た く consider さ れ て い な い た め で あ る. New rules to open 発 し た SERCA モ デ ル は Ca dependency の ほ か, ATP, ADP, Pi dependency, 2 times eye の ATP binding の unseen fruit, Ca と ATP に よ る EP formation rate の violations い に masato す る be 験 デ ー タ が reappearance may な よ う build し た. Including heart muscle cells モ デ ル に group み 込 む と, SERCA を interface す る Ca フ ラ ッ ク ス の ピ ー ク は, ラ イ ア ノ ジ ン チ ャ ネ ル か ら の Ca release の タ イ ミ ン グ か ら 遅 れ が あ る こ と が be さ れ た. The intracellular Caを rises in させるリス せ を を を and せ holds the と と と cue された. This cell モ デ ル を with い る こ と で, pathological 収 shrinkage function is low や excited 伝 showing abnormal の メ カ ニ ズ ム parsing の progress が expect さ れ る.

项目成果

Simulation of the collapse of ionic and energetic homeostasis mediated by cardiac Na+/K+ pump depression.

模拟心脏 Na /K 泵抑制介导的离子和能量稳态崩溃。

• 发表时间: 2008
• 作者: Chiaki Oka;Bernard Korzeniewski;Akinori Noma
• 通讯作者: Akinori Noma

心筋Na+/K+ポンプ機能低下時のイオン・エネルギー恒常性とフィードバック機構、モデル考察

心肌Na+/K+泵功能下降时的离子能量稳态、反馈机制和模型考虑

• 发表时间: 2007
• 作者: 岡 千晶;Bernard Korzeniewski;野間昭典
• 通讯作者: 野間昭典