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遺伝性不整脈を呈する変異体Nav1.5チャネルに対する揮発性麻酔薬の修飾作用

Research Project

Project/Area Number 20K09241
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research InstitutionShiga University of Medical Science

Principal Investigator

福島 豊  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (10422891)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 北川 裕利  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (50252391)
小嶋 亜希子  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (50447877)
松浦 博  滋賀医科大学, 医学部, 理事 (60238962)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords揮発性麻酔薬 / セボフルラン / Nav1.5チャネル / 遺伝性不整脈 / LQT / 麻酔 / late Na+ current / プロポフォール / デスフルラン / LQT3 / 全身麻酔
Outline of Research at the Start

本研究は、先天性LQTやブルガダ症候群などの遺伝性不整脈の原因となるNav1.5チャネルの変異体に対する揮発性麻酔薬の修飾作用を、部位特異的変異導入法、パッチクランプ法、コンピューターシミュレーション法を用いて明らかにすることを目指す。遺伝性不整脈に対する遺伝子検査の結果と本研究の結果を組み合わせることで、遺伝性不整脈患者に対する麻酔の安全性が飛躍的に向上することが期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

先天性QT延長症候群(先天性LQT)やBrugada症候群などの遺伝性不整脈は、心臓イオンチャネルタンパク質の発現をコードする遺伝子の変異に伴ってイオンチャネルの様々な機能異常が惹起されることで起こる。揮発性麻酔薬はQT時間を延長するため、これらの遺伝性不整脈を有する患者に対する使用は、QT時間のさらなる延長やTorsades de Pointesの誘発を生じる可能性がある。しかし、遺伝性不整脈の原因となる変異体チャネルに対する揮発性麻酔薬の修飾作用についての報告は限られている。本研究 は、LQT3やBrugada症候群の原因となるNav1.5チャネルの変異体に対する揮発性麻酔薬の修飾作用を明らかにすることを目的としている。
LQT3はNav1.5チャネルの遺伝子変異により、late Na+ currentが増大することでQT時間が延長する。2023年度は、late Na+ currentに対するセボフルランの効果をプロポフォールの効果と比較するした。LQT3の原因遺伝子として報告のあるSCN5A-N1774Dを用いて作成された変異Nav1.5(Nav1.5-N1774D)チャネルは、野生型Nav1.5チャネルに比べてlate Na+ currentが増大した。セボフルラン4%は野生型及びNav1.5-N1774Dチャネルのピーク電流にはほとんど抑制作用を示さなかったが、Nav1.5-N1774Dチャネルのlate Na+ currentを有意に抑制した。一方、3μMのプロポフォールはNav1.5-N1774Dチャネルのピーク電流、late Na+ currentともにほとんど影響を与えなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

late Na+ currentはNav1.5チャネルのピーク電流に比べてわずかな電流である。このわずかな電流であるlate Na+ currentに対する薬剤の効果を検討することが難しく、時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

Nav1.5野生型およびN1774Dチャネルの活性化、不活性化の膜電位依存性に対するセボフルランの作用をさらに検討する予定である。
また、ヒト心室筋のシミュ レーションモデルであるO’Hara-Rudy dynamicモデルを用いて、Nav1.5-N1774Dチャネルの活動電位持続時間(APD)に対するセボフルラン、プロポフォールの効果を検討する予定である。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Prediction of anesthetic torsadogenicity using a human ventricular cell model2023

    • Author(s)
      Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Matsuura Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Anesthesia

      Volume: 37 Issue: 5 Pages: 806-810

    • DOI

      10.1007/s00540-023-03238-9

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Propofol, an Anesthetic Agent, Inhibits HCN Channels through the Allosteric Modulation of the cAMP-Dependent Gating Mechanism2022

    • Author(s)
      Shimizu Morihiro、Mi Xinya、Toyoda Futoshi、Kojima Akiko、Ding Wei-Guang、Fukushima Yutaka、Omatsu-Kanbe Mariko、Kitagawa Hirotoshi、Matsuura Hiroshi
    • Journal Title

      Biomolecules

      Volume: 12 Issue: 4 Pages: 570-570

    • DOI

      10.3390/biom12040570

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Elevation of propofol sensitivity of cardiac IKs channel by KCNE1 polymorphism D85N.2021

    • Author(s)
      A. Kojima, X. Mi, Y. Fukushima, W. G. Ding, M. Omatsu-Kanbe and H. Matsuura
    • Journal Title

      Br J Pharmacol

      Volume: 178 Issue: 13 Pages: 2691-2708

    • DOI

      10.1111/bph.15460

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Positive Inotropic Effects of ATP Released via the Maxi-Anion Channel in Langendorff-Perfused Mouse Hearts Subjected to Ischemia-Reperfusion2021

    • Author(s)
      Matsuura Hiroshi、Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Xie Yu、Mi Xinya、Sabirov Ravshan Z.、Okada Yasunobu
    • Journal Title

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      Volume: 9 Pages: 597997-597997

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.597997

    • NAID

      120006974980

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 揮発性麻酔薬の作用に関わる分子メカニズム2021

    • Author(s)
      福島 豊, 小嶋 亜希子
    • Journal Title

      臨床麻酔

      Volume: 45 Pages: 17-24

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Open-channel blocking action of volatile anesthetics desflurane and sevoflurane on human voltage-gated Kv1.5 channel.2020

    • Author(s)
      Fukushima Y, Kojima A, Mi X, Ding WG, Kitagawa H, Matsuura H
    • Journal Title

      Br J Pharmacol

      Volume: in press Issue: 16 Pages: 3811-3827

    • DOI

      10.1111/bph.15105

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A computational analysis of the effect of sevoflurane in a human ventricular cell model of long QT syndrome: Importance of repolarization reserve in the QT-prolonging effect of sevoflurane2020

    • Author(s)
      Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Itoh Hideki、Imoto Keiji、Matsuura Hiroshi
    • Journal Title

      European Journal of Pharmacology

      Volume: 883 Pages: 173378-173378

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2020.173378

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nav1.5チャネルのαサブユニットをコードするSCN5A 遺伝子の変異N1774Dに伴い増大したlate Na+電流は、セボフルランによって抑制される2023

    • Author(s)
      福島豊, 小嶋亜希子, 清水盛浩, 今宿康彦, 水野隆芳, 北川裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第70回学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] デスフルランはNav1.5チャネルの速い不活性化を過分極側にシフトさせる2022

    • Author(s)
      福島豊, 小嶋亜希子, 石原真理子, 清水盛浩, 湯浅真由美, 北川裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] セボフルランのIKsチャネル抑制作用は、副サブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nにより増強し、特にβ受容体刺激時におけるセボフルランによるQT延長作用を増強する2022

    • Author(s)
      小嶋亜希子, 伊藤有紀, 福島豊, 今宿康彦, 北川裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] デスフルランはNav1.5チャネルの速い不活性化を過分極側にシフトさせる2022

    • Author(s)
      福島 豊, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 清水 盛浩, 湯浅 真由美, 北川 裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] セボフルランのIKsチャネル抑制作用は、副サブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nにより増強し、特にβ受容体刺激時におけるセボフルランによるQT延長作用を増強する2022

    • Author(s)
      小嶋 亜希子, 伊藤 有紀, 福島 豊, 今宿 康彦, 北川 裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] デスフルランはヒト心筋の膜電位依存性カリウムチャネルに対して異なった抑制作用を発揮する2020

    • Author(s)
      福島 豊, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 清水 盛浩, 湯浅 真由美, 北川 裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第67回学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] セボフルランのIKsチャネル抑制作用は、βサブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nにより増強し、セボフルランによるQT延長作用を増強する2020

    • Author(s)
      小嶋 亜希子, 伊藤 有紀, 福島 豊, 今宿 康彦, 北川 裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第67回学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Oxgen reserve index (ORi)モニタリングによる、体位変換前の吸入酸素濃度とBMIが無呼吸中の全身酸素予備能に及ぼす影響の検討2020

    • Author(s)
      澤崎 史弥, 小嶋 亜希子, 河島 愛莉奈, 竹田 叶佳, 福島 豊, 北川 裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第67回学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] プロポフォールによるHCN2チャネルおよびHCN4チャネルの抑制作用は交感神経緊張時に減弱する2020

    • Author(s)
      清水 盛浩, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 福島 豊, 北川 裕利
    • Organizer
      日本麻酔科学会第67回学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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