In vivo ナノ解析による心筋収縮のリズム調節機構の解明

利用体内纳米分析阐明心肌收缩的节律调节机制

基本信息

批准号：
21K06789
负责人：
小比類巻生
金额：
$ 2.66万
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 Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和４年度の研究実施計画に沿って、マウスin vivo左心室の心筋細胞内ナノ計測システム（２光路系を含む）を用いて、生きたマウスの左心室における異なる２要素（例：サルコメア動態と細胞内Ca2+濃度）の動態解析を行った。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な感染条件の検討を行った。また、Cal-520とα-ACTN2-TagRFPの同時イメージングを行い、生きたマウスの心臓におけるサルコメア長とCa2+同時イメージングの最適条件を検討した。また細胞膜染色試薬CellMaskとCa2+指示薬の組み合わせによって、T管とCa2+動態の同時イメージングも行った。並行して、サルコメアイメージングに必須のZ線の標識効率を上げるため、アデノウイルスベクターでの遺伝子導入法に代わり、時期特異的α-ACTN2-AcGFPノックインマウスの作製に着手し、遺伝子を導入する座の選定や遺伝子導入用コンストラクト作製を行なった。しかしながらα-Actinin2-AcGFP遺伝子を含むコンストラクトにマウス受精卵に対する予想外の毒性があることが発覚したため、当該のノックインマウス作製には遅れが生じている。令和３年度に発表した生きたマウスの心臓におけるサルコメアの同調性の論文に関してはJournal of General Physiology誌のコメンタリーに取り上げられた。さらにこのサルコメア同調性解析を用いてマウスの左心室容積、左心室圧を一過性に変化させた際の個々のサルコメア間の同調性が心機能にどのような影響を与えるかを調査した。この研究成果は第100回日本生理学会大会において発表した。

根据2020财年的研究实施计划，我们将在体内使用小鼠左心室心肌细胞内的纳米测量系统（包括双光路系统）来测量心肌细胞中的两种不同元素（例如肌节动态）。我们对活体小鼠的左心室进行了细胞内 Ca2+ 浓度（以及细胞内 Ca2+ 浓度）的动态分析。表达腺病毒载体 Ad-α-ACTN2-GCaMP（Ca 传感器荧光蛋白 GCaMP 与位于 Z 线的 ACTN2 的融合体）和 Ad-α-ACTN2-TagRFP（其融合体）的最佳感染条件我们检查了心肌细胞中的橙色荧光蛋白。我们还对 Cal-520 和 α-ACTN2-TagRFP 进行了同步成像，并研究了活体小鼠心脏肌节长度和 Ca2+ 同时成像的最佳条件。我们还结合使用细胞膜染色试剂 CellMask 和 Ca2+ 指示剂对 T 管和 Ca2+ 动力学进行同步成像。与此同时，为了提高对肌节成像至关重要的Z线标记的效率，我们开始创建阶段特异性α-ACTN2-AcGFP敲入小鼠，而不是使用腺病毒载体进行基因转移，并且我们确定了将引入基因的位点，并创建了用于基因转移的构建体。然而，人们发现含有α-Actinin2-AcGFP基因的构建体对受精小鼠卵具有意想不到的毒性，导致敲入小鼠的产生延迟。《普通生理学杂志》的评论中刊登了 2021 年发表的一篇关于活体小鼠心脏肌节同步性的论文。此外，利用这种肌节同步分析，我们研究了当小鼠左心室容量和左心室压力瞬时变化时，各个肌节之间的同步如何影响心脏功能。这项研究的结果发表在第100届日本生理学会年会上。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In vivo心臓ナノ生理学: サルコメア運動の同調性によるポンプ機能の制御

体内心脏纳米生理学：通过肌节运动同步控制泵功能

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satomi Kagota;Kana Maruyama-Fumoto;Kana Morikawa;Kazumasa Shinozuka;小比類巻生;小比類巻生
通讯作者：
小比類巻生

In vivo cardiac nano-physiology: sarcomere synchronization and ventricular contractility

体内心脏纳米生理学：肌节同步和心室收缩力

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satomi Kagota;Kana Maruyama-Fumoto;Kana Morikawa;Kazumasa Shinozuka;小比類巻生
通讯作者：
小比類巻生

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
影响因子：
0
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

Synchrony of sarcomere dynamics in the in vivo beating mouse heart.

体内跳动的小鼠心脏中肌节动力学的同步性。