【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】23650274 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生体情報・計測 / 医用画像・バイオイメージング / ナノバイオシステム / 筋肉生理学 / 分子心臓学 / バイオイメージング / 生物物理学 / 1分子イメージング・ナノ計測 / 生物物理一般 / ナノバイオロジー / 細胞・組織 / 生理学

【研究成果の概要】

我々は、細胞および個体において心筋細胞内分子情報を抽出することのできる高精度イメージングシステムを開発した。I）ラット単離心筋細胞において、量子ドットを用い、単一サルコメア長を正確に計測した。II）ラット幼若心筋細胞にAcGFPを発現させ、単一サルコメア長変化を3 nmの精度で計測した。III）マウス心臓において、Ca蛍光指示薬を用いて心筋細胞内Ca動態を観察した。IV）マウス個体の心筋細胞内にAcGFPを発現させ、単一サルコメアの動きを観察した（サルコメア長の計測精度、20 nm）。本研究において開発したこれらの技術は、心疾患の早期診断装置を開発する上で重要な知見を提供するものと期待される。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)

【研究分野】神経・筋肉生理学

【研究領域課題番号】23300146 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生理学 / 細胞・組織 / 生体分子 / ナノバイオ / 心筋 / 筋肉生理学 / 分子・細胞生理学 / 分子心臓学 / 生物物理学 / バイオイメージング / ナノバイオシステム / １分子イメージング・ナノ計測 / 医用物理学 / 生物物理一般 / 生物物理

【研究成果の概要】

1）ラット培養幼若心筋細胞のZ線にAcGFPを発現させ、収縮の最小単位であるサルコメアの長さ変化を細胞内Ca濃度変化と同時にnm精度で解析できるシステムの構築に成功した。2）ラット培養幼若心筋細胞において、約38℃以上の条件下、高速（~10 Hz）のサルコメア振動（HSOs）が生じることを見出した。3）マウスin vivo心臓において、心筋細胞内ナノ分子情報を抽出できる新たな顕微システムを構築し、サルコメアの動きを高空間・時間分解能で捉えることに成功した。4）Frank-Starling機構について解析し、その程度が細いフィラメントの”on-off”平衡に依存していることを見出した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)