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Influence of external stimuli on cardiac development and cardiomyocyte function

外界刺激对心脏发育和心肌细胞功能的影响

基本信息

批准号：
22K04892
负责人：
三井敏之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Aoyama Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04892/
关键词：
心臓心筋細胞自律拍動メカノバイオロジー同期現象

项目摘要

本研究課題は、心臓をキーワードとして、心臓や心臓の細胞に外的刺激を与えて、その応答を短期的・長期的に観測することにより、心臓疾患のメカニズムから未病医学への応用につながるヒントを探る。そのために実験的研究は、細胞から心臓発生まで、多層的なスケールで行っている。本研究の独創性は、オリジナルな装置開発にも重点を置き、細胞スケールにおいて発生期の心臓細胞（心筋＋繊維芽）にμメートルスケールで拍動に似た力学的刺激を与え、細胞の応答を観測する装置と構築した。22年度より、細胞自体の自律的な拍動のリズムと刺激のタイミングを制御するために高速画像処理によるリアルタイムフィードバック機構を装置に取り込み、実験に導入した。本年度は、使用する細胞の発生期を5日目の鶏胚心臓に変更した。10日目より7日目の胚心臓のほうが刺激に応答する確率が高いことがわかっており、今回は更に早期の胚を利用した。特筆すべき結果は、5日目胚では、刺激のタイミングを予想される自律拍動のタイミングの直前に制御した際に、外的刺激が自律拍動を抑え、刺激のタイミングで拍動を持続することが確認された。7日目の胚ではあまり見られなかった。しかし、長期的に観測を続けると、典型的な集合体は刺激と別のタイミングでの自律拍動を起こした。そして、二つの拍動の競合により、一時的な拍動リズムが不安定化した。その後、10時間ほどかけて内在的な自律拍動のみが観察された。心臓発生の研究は、OCT（光干渉断層計）鶏胚心臓へ化学的環境因子の与える影響を調べた。エタノールとカフェインの添加では、エタノールは心臓の拍動間隔を長くして、カフェイン添加は短くした。興味深いことに、一時的な添加にもかかわらず、その影響が数日にわたり観測された。それぞれの添加物が添加後に発生に影響を与え、心臓の形状に変化をもたらした可能性が示唆される。形状の詳細に観測する必要がある。

は this research subject is crucial, the heart をキーワードとして is crucial, the heart や crucial heart に outside stimulation をの cells and えて, その応 answer を short-term, long-term に観 measuring することにより is crucial, the heart disease のメカニズムから not ill medical への応 with につながるヒントをる. Experimental studies on そ and ために, cell らら, cardiac growth まで, and multiple layers of なスケ, で, で rows って and るる. はの creativity, this study オリジナルな device 発にも key を buy き, cell スケールにおいて発 stage is crucial の heart cells (heart muscle + 繊 d bud) に mu メートルスケールで flapping にた mechanical stimulation を and え, cell の応 answer を観 measuring する device と build した. 22 year より, cells autograft の self-discipline な flapping のリズムと stimulus のタイミングを suppression するために high-speed portrait 処 Richard によるリアルタイムフィードバック institutions を device に take り込み, be 験に import した. This year, する, する cells with a <s:1> development period of を5 days, <s:1> 鶏 embryonic heart に changes, and <s:1> た were used. 10 mesh より 7 orders, crucial の embryo heart のほうが stimulus に応 answer する probabilistic が high いことがわかっており, today back to は more にの early embryo を use した. Special pen すべき results は, 5 eyes embryo では, stimulating のタイミングを to think される self-discipline flapping のタイミングの way に suppression した interstate に, outside stimulation が self-discipline flapping をえ suppression, stimulating のタイミングで flapping を hold 続することが confirm された. The 7-day embryo is で, あま, あま,. <s:1>, long-term に観 measurement を続けると, typical な collection of <s:1> stimulation と different <s:1> タ settlement グでグで <s:1> autonomous rhythm を starting <s:1> た. Youdaoplaceholder0 そて, two そ <s:1> beats <s:1> in competition and cooperation によ, a momentary な beats リズムが destabilization たた. After そそ, 10 hours later, the な self-disciplined rhythm of ほけてけてけてけて is observed at された. The environmental factors <s:1> and える influencing を regulation べた of embryonic heart へ chemistry by OCT (optical coherence tomography) 鶏 are studied. エタノールとカフェインの add では, エタノール perforatien のは heart beats long interval をくして, カフェイン add は short くした. Takes deep いことに, a temporary な add にもかかわらず, その influence が days にわたり観 measuring された. それぞれの additives が after adding に発に influence を and え is crucial, the heart shape のに variations change をもたらしがた possibility in stopping される. Shape <s:1> detailed に観 measurement する is necessary がある.