中部大学の研究活動

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心筋拍動の恒常性の発見と拍動を再現する数理モデル開発 ―心臓が体温で安定かつ効率的な心拍リズムを刻むメカニズムの解明― (新谷正嶺助教ら)

【2020年11月24日】

プレスリリース

研究成果のポイント

  • 心筋細胞を体温程度に温めると収縮の最小単位である筋節の振動が顕在化し(熱筋節振動と呼ぶ)、収縮リズムには恒常性がみられた。
  • この熱筋節振動を再現する数理モデルを開発し、リズムの恒常性が生まれるメカニズムを解明した。
  • 心臓が安定かつ効率的な拍動を生む理由の1つとして、今回発見したリズムの恒常性が関与していると考えられる。

概要

中部大学 生命健康科学部 生命医科学科の新谷正嶺助教別サイトにリンクしますは、東京大学大学院理学研究科物理学専攻の樋口秀男教授、東京大学フューチャーセンター機構(東大FC)特任研究員で東京大学発ベンチャーのUT-Heart研究所(東京・世田谷、久田俊明会長)取締役の鷲尾巧氏と共同で、心臓が周期的に収縮と弛緩を繰り返す拍動を説明できる数理モデルを開発しました。ラットの心筋細胞を用いたインビトロ試験(*1)で、心筋細胞を温めると顕在化する熱筋節振動(*2)の収縮リズムには恒常性(CRH; Contraction Rhythm Homeostasis)が備わっていることを発見し、その特性を再現する数理モデルを導きました。熱筋節振動の振動数が心拍に近くさらに弛緩速度が速い性質は、全身に血液を送った心臓が速やかに弛緩し拡張して血液を充填させるために重要な性質であると考えられます。そのため、本成果は拡張期心不全の事前予知などの医療技術の向上に貢献すると期待しています。

本研究は日本学術振興会科学研究費などの助成を受けて実施しました。研究成果は英科学誌サイエンティフィック・リポーツ(電子版)に掲載されました。

用語解説

*1 インビトロ試験

生体から取り出した細胞などをガラス容器内に入れ、体内を模擬した反応を行わせること。

*2 熱筋節振動

伸縮する細胞の最小単位を「筋節(サルコメア)」と呼ぶ。筋節は2種類のたんぱく質であるミオシンとアクチンそれぞれが集合した線維(フィラメント)が交互に積み重なった構造をしており、アコーデオンのように動く。この動きを筋節振動と呼ぶ。温めることで振動振幅が大きくなり、観察できるようになる筋節振動を熱筋節振動と呼ぶ。

本学の問い合わせ先

研究に関すること
新谷正嶺助教(生命医科学科)
Eメール:shintani[at]isc.chubu.ac.jp ※アドレスの[at]は@に変更してください。
電話:0568-51-9180(直通)

報道に関すること
中部大学 学園広報部広報課
Eメール:cuinfo[at]office.chubu.ac.jp ※アドレスの[at]は@に変更してください。
電話:0568-51-7638(直通)

プレスリリース資料PDFファイル(PDF形式:約716KB)

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