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

测量骨骼肌毛细血管、间质和细胞质三个阶段的氧输送

• 批准号: 21K19703
• 负责人: 狩野 豊
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 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-21K19703/
• 关键词: 酸素ダイナミクス; ミトコンドリア; カルシウムイオン; 骨格筋; 毛細血管; 間質; 筋細胞; 筋収縮; 酸素分圧

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．

这项研究是为了阐明骨骼肌组织中氧（氧动力学）的空间动力学。在肌肉组织中，氧气从毛细血管扩散到细胞的体积，进口到细胞中，用于线粒体的氧化代谢。这项研究通过评估血管内部肌肉收缩活性的三个步骤中的氧气动力学来控制每个步骤中的氧气动力学→（2）间隙→（3）细胞。在构建了血管中氧动力学的同一时钟测量模型之后（步骤1）和间质（步骤2），这是去年研究的结果，我们专注于控制细胞中的氧气动力学的线粒体年。线粒体中的钙离子控制了TCA循环的酶活性，因此它具有氧动力学的核心作用。到目前为止，已经用小鼠骨骼肌创建了线粒体基质中钙敏感荧光蛋白的表达模型，并且已成功评估了由于体内钙成像引起的肌肉收缩的钙离子过渡反应。

项目成果

Kansas State University(米国)

堪萨斯州立大学（美国）

Ryanodine receptors mediate high intracellular Ca 2+ and some myocyte damage following eccentric contractions in rat fast-twitch skeletal muscle

Ryanodine 受体介导大鼠快肌骨骼肌偏心收缩后的高细胞内 Ca 2 和一些心肌细胞损伤

• DOI: 10.1152/ajpregu.00166.2021
• 发表时间: 2022
• 期刊: American Journal of Physiology Regulatory Integrative and Comparative Physiology
• 作者: Ayaka Tabuchi;Yoshinori Tanaka;Ryo Takagi;Hideki Shirakawa;Tsubasa Shibaguchi;Takao Sugiura;David C Poole;Yutaka Kano
• 通讯作者: Yutaka Kano

Sex difference of mitochondrial Ca2+ dynamics in mouse during muscle contraction in the in vivo environment

体内环境下小鼠肌肉收缩过程中线粒体Ca2+动力学的性别差异

• 发表时间: 2023
• 作者: 田中 嘉法，田渕 絢香;白川 英樹;狩野 豊
• 通讯作者: 狩野 豊

Simultaneous measurement of mouse skeletal muscle microvascular and interstitial PO2

同时测量小鼠骨骼肌微血管和间质PO2

• 发表时间: 2021
• 作者: Takuto Inoue;Ayaka Tabuchi;Yutaka Kano
• 通讯作者: Yutaka Kano

Vascular permeability of skeletal muscle microvessels in rat arterial ligation model: in vivo analysis using two-photon laser scanning microscopy

大鼠动脉结扎模型中骨骼肌微血管的血管通透性：使用双光子激光扫描显微镜进行体内分析

• DOI: 10.1152/ajpregu.00135.2020
• 发表时间: 2021
• 期刊: American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology
• 作者: Shimotsu Rie;Hotta Kzuki;Ikegami Ryo;Asamura Tomoyo;Tabuchi Ayaka;Masamoto Kazuto;Yagishita Kazuyoshi;Poole David C.;Kano Yutaka
• 通讯作者: Kano Yutaka