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Roles of subcellular sodium channel redistribution in the generation of lethal arrhythmia: in silico study

Research Project

Project/Area Number 24790214
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field General physiology
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

TSUMOTO Kunichika  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70353331)

Research Collaborator KURACHI Yoshihisa  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30142011)
ASHIHARA Takashi  滋賀医科大学, 循環器内科, 講師 (80396259)
HARAGUCHI Ryo   (00393215)
NAKAZAWA Kazuo   (50198058)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsナトリウムチャネル / 心筋細胞モデル / 興奮伝播 / コンピュータシミュレーション / リエントリー性頻拍 / Phase-2 リエントリー / Naチャネル / リエントリー / 虚血境界領域 / phase-2 リエントリー / 組織モデル / 興奮伝播シミュレーション / Electric Field機構 / リエントリー頻拍 / Electric field 機構 / 心臓興奮伝播 / 虚血性心疾患 / ブルガダ症候群 / 致死性不整脈 / 数理モデル / 計算生理学
Outline of Final Research Achievements

The contractile function in the heart results from the accurate propagation of action potentials in cardiomyocytes. The voltage-gated sodium (Na) channels, playing key roles in the action potential initiation and the propagation, alters the distribution within a myocyte in congenital and acquired disorder. We considered effects of changes in subcellular Na channel distribution on the occurrence of lethal arrhythmia. Using computer simulation, we showed that the conduction disorder and the initiation of reentrant tachyarrhythmia may be partly attributable to the subcellular Na channel distribution. These results suggest that not only the function of ion channels but also the subcellular distribution may be partly responsible for the occurrence of lethal arrhythmia.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (28 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Ischemia-Related Subcellular Redistribution of Sodium Channels Enhances the Proarrhythmic Effect of Class I Antiarrhythmic Drugs: A Simulation Study2014

    • Author(s)
      Tsumoto K, Ashihara T, Haraguchi R, Nakazawa K, Kurachi Y
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 9(10) Issue: 10 Pages: e109271-e109271

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0109271

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Bifurcation analyses of nonlinear dynamical systems: From theory to numerical computations2012

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Tetsushi Ueta, Tetsuya Yoshinaga, Hiroshi Kawakami
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 3 Issue: 4 Pages: 458-476

    • DOI

      10.1587/nolta.3.458

    • NAID

      130002139309

    • ISSN
      2185-4106
    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Phase-2 reentry induced from decrease in the cardiac sodium channel expression: in silico study.2015

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Yoshihisa Kurachi
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会・第92回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] An ischemia-related subcellular redistribution of cardiac sodium channels related to the initiation of reentrant tachyarrhythmia.2015

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Yoshihisa Kurachi.
    • Organizer
      第88回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] An electric field coupling theory is a novel logic to connect cardiac action potentials and excitation propagation.2015

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Yoshihisa Kurachi
    • Organizer
      新学術領域研究「多階層生体機能学」最終成果報告会
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター(大阪市)
    • Year and Date
      2015-03-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 心臓における新たな興奮伝播機構の存在とその意義.2014

    • Author(s)
      津元国親.
    • Organizer
      BioMecForum21
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス ローム記念館(草津)
    • Year and Date
      2014-10-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Na チャネル遮断薬の催不整脈性と心筋Naチャネルの虚血誘発性細胞内分布変化との関係.2014

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      第126回日本薬理学会近畿部会
    • Place of Presentation
      和歌山県JAビル(和歌山市)
    • Year and Date
      2014-10-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 心筋Naチャネルの細胞内分布変化による組織興奮性の低下とNaチャネル遮断薬の催不整脈性への寄与.2014

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      生理研研究会「心血管膜輸送分子の構造・機能・病態の統合的研究戦略」
    • Place of Presentation
      生理学研究所(岡崎市)
    • Year and Date
      2014-09-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 虚血境界領域における心筋細胞内Naチャネル再分布がリエントリー性心室頻拍の発生機序に関与する可能性について.2014

    • Author(s)
      津元国親, 倉智嘉久
    • Organizer
      新学術領域研究「統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用」第九回領域全体会議
    • Place of Presentation
      秋田大学(秋田市)
    • Year and Date
      2014-08-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Ischemia-induced subecllular sodium channel redistribution as a mechanism of arrhythmogenic effect of class-I antiarrhythmic drugs on ventricle: a simulation study.2014

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Takashi Ashihara, Ryo Haraguchi, Kazuo Nakazawa, Yoshihisa Kurachi
    • Organizer
      第31回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      ザ・プリンスパークタワー東京(港区)
    • Year and Date
      2014-07-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 2次元心筋組織モデル構築と興奮伝播シミュレーション.2014

    • Author(s)
      津元国親, 倉智嘉久
    • Organizer
      第53回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際会議場(仙台)
    • Year and Date
      2014-06-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 虚血誘発性細胞内NaチャネルリモデリングによるI群抗不整脈薬の催不整脈作用の増強2013

    • Author(s)
      津元国親,芦原貴司,原口 亮,中沢一雄,倉智嘉久
    • Organizer
      平成24年度科学研究費補助金・新学術領域研究「多階層生体機能学」第6回全体会議
    • Place of Presentation
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Effects of block and facilitation of HERG channel by class III anti-arrhythmic agents on cardiac action potential: a simulation study.2013

    • Author(s)
      古谷和春, 津元国親, 倉智嘉久
    • Organizer
      第77回日本循環器学会学術集会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Facilitation of hERG channel by Class III anti-arrhythmic agents: the Molecular Mechanism and Therapeutic Significance2013

    • Author(s)
      古谷和春, 津元国親, 陳以珊, 倉智嘉久
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 心筋Naチャネル遮断による催不整脈リスクは虚血境界領域のNaチャネルリモデリングで説明できる2013

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      第90回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 第III群坑不整脈薬によるhERGチャネル阻害とファシリテーション作用の心筋活動電位への影響:シミュレーション研究2013

    • Author(s)
      古谷和春, 津元国親, 陳以珊, 倉智嘉久
    • Organizer
      第90回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 代数微分方程式で記述された心筋線維モデルにおける興奮伝導シミュレーション2012

    • Author(s)
      津元国親, 淺井義之, 古谷和春, 倉智嘉久
    • Organizer
      第51回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] In silico assessment of the clinical relevance of HERG channel modulations.2012

    • Author(s)
      Kazuharu Furutani, Kunichika Tsumoto, Yoshihisa Kurachi
    • Organizer
      The 13th international conference on system biology (ICSB 2012)
    • Place of Presentation
      University of Toronto, Toronto, (Canada)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 心筋Naチャネルの細胞内局在によって発生するPhase-2リエントリー:ブルガダ症候群との関連において2012

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      第29回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場・ホテルニューオータニ幕張(千葉県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of block and facilitation of HERG channel by anti-arrhythmic agents on cardiac action potential: a simulation study.2012

    • Author(s)
      古谷和春, 津元国親, 倉智嘉久
    • Organizer
      第29回国際心臓研究学会(ISHR)日本部会総会
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂(福岡県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 虚血心筋におけるNaチャネルの細胞内分布変化がI群抗不整脈薬の催不整脈性の機序に関与する可能性について2012

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      第28回心電情報処理ワークショップ
    • Place of Presentation
      熱海後楽園ホテル(静岡県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 心筋虚血下におけるI群抗不整脈薬の催不整脈性の機序にNaチャネルの細胞内リモデリングが関与する可能性について2012

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      第122回日本薬理学会近畿部会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 陳旧性心筋梗塞下におけるI群抗不整脈薬の催不整脈作用の機序:心筋Naチャネルの 虚血誘発性細胞内リモデリングとの関連において2012

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      第22回日本循環薬理学会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Simulation of excitation propagation in the novel brick-wall model of ventricular myocardium.

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Takashi Ashihara, Ryo Haraguchi, Kazuo Nakazawa, Yoshihisa Kurachi.
    • Organizer
      35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biological Society
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府大阪市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Ischemia-induced subcellular remodeling of sodium channels as a mechanism of ventricular proarrhythmia by class-I antiarrhythmic drug.

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Takashi Ashihara, Ryo Haraguchi, Kazuo Nakazawa, Yoshihisa Kurachi.
    • Organizer
      The 37th International Congress of the International Union of Physiological Sciences (IUPS2013)
    • Place of Presentation
      The ICC Birmingham, 英国
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 虚血心筋における細胞内Naチャネル分布リモデリングのI群抗不整脈薬による催不整脈増強作用.

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久.
    • Organizer
      第30回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      リンクステーションホール青森・ホテル青森(青森県青森市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 心筋Naチャネルの細胞内分布リモデリングがNaチャネル遮断薬による催不整脈性の機序に関与する可能性について:シミュレーション研究

    • Author(s)
      津元国親, 倉智嘉久
    • Organizer
      生理研研究会「心血管膜輸送分子の構造・機能・病態の統合的研究戦略」
    • Place of Presentation
      生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 虚血境界域におけるNaチャネルの細胞内リモデリングがリエントリー性心室頻拍の機序に関与する可能性について.

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 虚血境界域における細胞内Naチャネル分布リモデリングがNaチャネル遮断薬による催不整脈作用に関与する可能性について.

    • Author(s)
      津元国親, 芦原貴司, 原口亮, 中沢一雄, 倉智嘉久
    • Organizer
      第87回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Proarrhythmic effects of class-I antiarrhythmic agents enhanced by ischemia-induced subcellular remodeling of sodium channels.

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Takashi Ashihara, Ryo Haraguchi, Kazuo Nakazawa, Yoshihisa Kurachi
    • Organizer
      The 2nd HD physiology international symposium: Multi-level systems biology
    • Place of Presentation
      丸ビルホール(東京都千代田区)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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