Measurement of oxygen transport in 3 phases of capillaries, interstitium, and cytoplasm in skeletal muscle

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本研究は，骨格筋組織内での酸素の時空間的な動態（酸素ダイナミクス）を解明することを目的とした．筋組織内では毛細血管から細胞間質へ酸素が拡散し，細胞内に取り込まれ，ミトコンドリアの酸化的な代謝に利用される．本研究は，筋収縮活動中の(1)血管内→(2)間質→ (3)細胞内の3ステップでの酸素ダイナミクスを評価することによって，各々のステップでの酸素ダイナミクスを制御する生体システムの解明」を目標としている．昨年度の研究成果である血管内（ステップ1）と間質内（ステップ2）の酸素ダイナミクスの同時計測モデルの構築を受けて，本年度は，細胞内の酸素ダイナミクスを制御するミトコンドリアに着目した．ミトコンドリア内のカルシウムイオンは，TCAサイクルの酵素活性を制御することから，酸素ダイナミクスの中心的な役割が考えられる．これまでのところミトコンドリアマトリクスにおけるカルシウムイオン感受性蛍光タンパク質の発現モデルをマウス骨格筋で作成し，in vivoカルシウムイメージングによる筋収縮のカルシウムイオン過渡応答の評価に成功した．