哺乳類と異なる戦略で優れた心機能を発揮する鳥類に学ぶ革新的心不全治療の創出

通过向鸟类学习来创造心力衰竭的创新疗法，鸟类使用与哺乳动物不同的策略表现出卓越的心脏功能。

基本信息

批准号：
19K22962
负责人：
氏原嘉洋
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-28 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度において，ウズラ（鳥類）とラット（哺乳類）から単離した心筋細胞のカルシウム濃度変化を比較した．その結果，鳥類は哺乳類と比較して，収縮を惹起したカルシウム濃度上昇を素早く低下させる能力が高く，その特徴は細胞内カルシウムストアである筋小胞体のカルシウム取り込み能力が高いことに起因することを示唆する実験データを取得した．この結果に対して，2つの方法で追加実験を行った．まず，Fura-2よりもカルシウム濃度変化の時間追従性に優れたカルシウム蛍光指示薬であるFura-4Fを用いて，ウズラとラットの心筋細胞の細胞質におけるカルシウム濃度変化を比較した．Fura-4Fにおいても，Fura-2と同様にウズラの心筋細胞の方がカルシウム濃度低下が速く，ウズラの方が優れたカルシウム排出能力を有していることが示唆された．細胞質からのカルシウムの排出は，主に，筋小胞体カルシウムポンプ（SERCA）による筋小胞体への取り込みとNa+/Ca2+交換体（NCX）による細胞外への排出によって生じる．ウズラとラットの心筋細胞において，細胞全体のNCXのカルシウム輸送能力を比較したところ，ラットの方が輸送能力が高い傾向を示した．このことは，ウズラの迅速なカルシウム排出は，SERCAによる筋小胞体への取り込み能力が高いことに起因することを示唆している．これらの結果は，鳥類の心筋細胞は，筋小胞体へのカルシウム取り込み能力を向上させることで，優れたカルシウム排出能力を獲得したとの仮説を裏付けるものであった．

去年，我们比较了从鹌鹑（鸟类）和大鼠（哺乳动物）分离的心肌细胞中钙浓度的变化。因此，与哺乳动物相比，鸟类具有更高的能力来快速减少引起收缩的钙浓度的增加，这一特性被认为是由于肌浆网（细胞内的钙储存库）的高钙吸收能力所致。已获得表明这一点的实验数据。基于这个结果，我们使用两种方法进行了额外的实验。首先，我们使用 Fura-4F 比较了鹌鹑和大鼠心肌细胞细胞质中钙浓度的变化，Fura-4F 是一种钙荧光指示剂，比 Fura-2 能够更好地跟踪钙浓度变化。在Fura-4F中，与Fura-2一样，鹌鹑心肌细胞中的钙浓度下降得更快，表明鹌鹑具有优异的钙排泄能力。细胞质中的钙排泄主要是通过肌浆网钙泵（SERCA）摄取到肌浆网并通过Na+/Ca2+交换器（NCX）从细胞排出而引起的。当我们比较鹌鹑和大鼠心肌细胞中 NCX 的钙转运能力时，我们发现大鼠往往具有更高的转运能力。这表明鹌鹑中钙的快速排泄是由于SERCA将其摄入肌浆网的能力强。这些结果支持了以下假设：禽类心肌细胞通过提高其肌浆网的钙摄取能力而获得优异的钙排泄能力。

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Comparative evaluation of passive mechanical properties of ventricles in different habitats using Anura and Serpente

使用 Anura 和 Serpente 比较评估不同栖息地心室的被动力学特性

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
花井拓未;山本岳洋;伊藤愛，Nguyen Vu，小椋悠平，杉田修啓，中村匡徳，氏原嘉洋
通讯作者：
伊藤愛，Nguyen Vu，小椋悠平，杉田修啓，中村匡徳，氏原嘉洋

心臓進化の観点からみたカエル心室の受動的伸展性－ラット・カメとの比較－

从心脏进化的角度看青蛙心室的被动伸展性-与大鼠和乌龟的比较-

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takumi Saito;Daiki Matsunaga;Tsubasa S. Matsui;Kentaro Noi;Shinji Deguchi;伊藤愛，杉田修啓，中村匡徳，氏原嘉洋
通讯作者：
伊藤愛，杉田修啓，中村匡徳，氏原嘉洋

陸生脊椎動物の心筋細胞のカルシウム濃度管理の重要性と多様性

陆生脊椎动物心肌细胞钙浓度管理的重要性和多样性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hideto Moriyama;Haruma Nashimoto;Genki Ogata;Yoshiaki Furukawa;Hiroshi Hibino;Hiroyuki Kusuhara;Yasuaki Einaga.;氏原嘉洋
通讯作者：
氏原嘉洋

Changes in ventricular structure and passive stiffness during vertebrate terrestrialization: Comparison of ventricles of extant Anura from different habitats

脊椎动物陆化过程中心室结构和被动刚度的变化：不同栖息地现存无尾脑室的比较

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kondo Takumi;Higo Shuichiro;Shiba Mikio;Kohama Yasuaki;Kameda Satoshi;Tabata Tomoka;Inoue Hiroyuki;Okuno Shota;Ogawa Shou;Nakamura Satoki;Takeda Maki;Ito Emiko;Li Junjun;Liu Li;Kuramoto Yuki;Lee Jong-Kook;Takashima Seiji;Miyagawa Shigeru;Sawa Yoshiki;Hiko;Yoshihiro Ujihara
通讯作者：
Yoshihiro Ujihara

Ventricle of terrestrial Anura is stiffer than that of aquatic Anura due to differences in collagen density

由于胶原蛋白密度的差异，陆地无尾鸟的心室比水生无尾鸟的心室更硬