熱パルス照射を用いた心筋収縮増強デバイスの基盤技術の開発

热脉冲照射心肌收缩增强装置基础技术开发

• 批准号: 21K19929
• 负责人: 福田 紀男
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19929/
• 关键词: ナノ計測; イメージング; 心臓・循環器; 心臓; 循環器; 生体制御; ナノバイオシステム; 心疾患; 生理学

本研究の目標は、「局所熱パルス照射」による心筋収縮力増強法の基盤技術を開発することである。すなわち、in vivoマウス心臓に赤外光（IR）レーザーを照射し、心筋細胞内の収縮装置であるサルコメアの収縮・弛緩を直接的に制御する。申請者らは、2021年度、in vivoマウス心筋細胞内の筋原線維のZ線にGFPを発現させ、「サルコメア運動の同調性」が心筋収縮力を制御していることを見出している（J Gen Phyiol 2021）。2022年度、マウスin vivo心筋細胞におけるサルコメアと細胞内Caの同時計測システムを開発した。すなわち、Z線に局在するACTN2に、Caセンサー蛍光タンパク質GCaMPを融合したアデノウイルスベクター「Ad-α-ACTN2-GCaMP」と橙色蛍光タンパク質を融合した「Ad-α-ACTN2-TagRFP」を心筋細胞に発現させる最適条件の検討を行った。マウスin vivo心筋細胞における細胞内Caとサルコメアを同時に計測することによって、「サルコメア運動の同調性」が加温によってどのように変化するのか、その詳細を明らかにすることができるものと期待される。これと並行し、時期特異的α-ACTN2-AcGFノックイン（KI）マウスの作製に着手した。また、本研究の土台となっている「細胞熱・力学」の観点から、悪性高熱症（MH）について検討した。すなわち、骨格筋の筋小胞体に発現するCaチャネルであるリアノジン受容体に 遺伝的な変異が入ると、加温によってチャネルが開口することで細胞内にCaが放出され、細胞内の局所温度が上昇するという新しい現象を発見した（熱誘発性Ca放出）。また、MHモデルマウスの骨格筋細胞のCa動態とサルコメアの短縮を明らかにし、吸入麻酔薬の投与によってMHモデルマウスの骨格筋の温度が上昇することを単一細胞レベルで可視化することに成功した。

In this study, the purpose of this study is to strengthen the basic technology for the purpose of this study. This is the direct control of the external light (IR) radiation of the heart (IR), the intracellular device of the heart, and the relaxation of the heart. In the year of 2021, in vivo has shown that it is possible to apply for the same level of activity in the GFP system. In the year 2021, the applicant has made efforts to control the performance of the market in the market (J Gen Phyiol 2021). In the year 2022, the in vivo will start to operate at the same time as the intracellular Ca in the same time. The Ad- α-ACTN2-GCaMP, Ad- α-ACTN2-GCaMP, orange, Ad- α-ACTN2-GCaMP, orange, orange, Ad- α-ACTN2-TagRFP, Ad- α-ACTN2-GCaMP, orange, Ad-, α-ACTN2-TagRFP, and so on. At the same time, we need to check the performance of the in vivo cell. At the same time, we need to check the performance of the intracellular Ca sensor. At the same time, we need to monitor the performance of the cell. The alpha-ACTN2-AcGF weather cycle (KI), which is running concurrently and with special time periods, will start to work on it. In this study, we found that there were some diseases in the earth platform, such as cellular mechanics, sexual hypertrophy (MH), and so on. The small cell bodies of Ca and bone lattices show that there is an increase in the temperature of the recipient body, the opening of the cell, the release of intracellular Ca, the temperature of the cell, and the temperature of the cell. The Ca dynamic status, MH, inhaled hemp, MH, temperature, temperature.

项目成果

局所熱パルス法による心筋・骨格筋の細いフィラメントのCa2+非依存的活性化

局部热脉冲法不依赖 Ca2+ 激活心肌和骨骼肌细丝

• 发表时间: 2022
• 作者: 石井秀弥;大山廣太郎;小比類巻 生;中西智博;石渡信一;福田紀男
• 通讯作者: 福田紀男

新規強心薬Omecamtiv Mecarbilがブタ左房および左室スキンド標本の収縮特性に与える影響

新型强心药 Omecamtiv Mecarbil 对猪左心房和左心室皮肤制剂收缩特性的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 中西智博;小比類巻生;大山廣太郎;照井貴子;福田紀男
• 通讯作者: 福田紀男

Omecamtiv mecarbil がブタ左心房および左心室スキンド標本のCa2+感受性に与える影響

omecamtiv mecarbil 对猪左心房和左心室皮肤标本 Ca2+ 敏感性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中西智博;大山廣太郎;田中啓之;小比類巻 生;石井秀弥;照井貴子;石渡信一;福田紀男
• 通讯作者: 福田紀男

Methods and Applications in Striated Muscle Physiology

横纹肌生理学的方法和应用

• 发表时间: 2022
• 作者: （編集）Joseph J. Bass;Ma Qiang;Norio Fukuda;Peter T. Wright;Stefano Biressi
• 通讯作者: Stefano Biressi

Synchrony of sarcomeric movement regulates left ventricular pump function in the in vivo beating mouse heart.

• DOI: 10.1085/jgp.202012860
• 发表时间: 2021-11-01
• 期刊: The Journal of general physiology
• 作者: Kobirumaki-Shimozawa F;Shimozawa T;Oyama K;Baba S;Li J;Nakanishi T;Terui T;Louch WE;Ishiwata S;Fukuda N
• 通讯作者: Fukuda N