| Project/Area Number |
24K19018
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
福満 雅史 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (00732611)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 動脈インピーダンス / 肺高血圧 / 左心房圧 / ３要素ウィンドケッセルモデル / 右心不全 / 循環生理学 / ATP動態 |
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| Outline of Research at the Start |
心不全の病態形成において心臓エネルギー代謝は重要な鍵を握る。心臓に力学的負荷が加わると、心臓仕事量は増大し、酸素の需要供給バランスの破綻、そして心臓エネルギー代謝異常が惹起される。右室は左室と比較して病的負荷時の心臓仕事量の増大比が著しい。そこで本研究では、右室は力学的負荷が生じたときのエネルギー要求の変動が大きいと仮説立てて、力学―代謝連関の観点から、右心不全の形成とその修復メカニズムを解明することを目的とする。ラット/マウス生体内のATP動態を計測できるシステムを用いて、右心不全モデルにおける右室力学的仕事量とATP動態の関連性を代謝イメージングによりリアルタイムで定量的に検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2024年度は、右室後負荷の変化を異なる病態下で明らかにすることを目的に、2種類の動物モデルを用いた解析を行った。肺動脈インピーダンスを指標として、左房圧急性増大モデルおよび肺動脈微小塞栓モデルを作製し、それぞれの病態における右室後負荷の動的特性を検討した。
1. 左房圧急性増大モデルでは、大動脈弓結紮と急速輸血により左房圧（LAP）を急性に上昇させ、肺動脈圧・血流波形に基づきインピーダンスを推定した。従来法に加え、左房圧（LAP）を考慮した新たな解析手法を導入し、LAPの変動が推定精度に及ぼす影響を評価した。その結果、LAPの上昇は、低周波数帯域における肺動脈インピーダンスに影響を与えることが明らかとなった。このことは、LAPを無視した解析では肺血管特性の正確な評価が困難となる可能性を示唆している。さらに、急性期におけるLAPの上昇は肺血管抵抗（PVR）には大きな変化をもたらさなかった一方で、肺動脈コンプライアンス（PAC）の顕著な低下が認められた。これにより、LAP上昇が肺循環の容量特性に強く影響を及ぼすことが確認された。
2. 肺動脈微小塞栓モデルでは、マイクロビーズにより肺動脈に段階的な塞栓を誘発し、肺高血圧（PH）の進行に伴うインピーダンス波形の変化を評価した。正常時は肺動脈インピーダンスは3要素ウィンドケッセルモデルよって良好に近似できたが、肺高血圧の進行とともに、高周波域のインピーダンス振幅が増大し、従来のモデルではその特徴を十分に再現できなくなった。これには、肺動脈壁の硬化や波の反射の増加が影響している可能性があり、肺高血圧進行によりインピーダンス波形が動的に変化することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
右室負荷を再現できる異なる動物モデルを確立し、計測手法の確立に成功した。左房圧急性増大モデルおよび肺動脈微小塞栓モデルは、いずれも高い再現性を示し、安定した病態を誘導できたことから、これらのモデルにおける右室後負荷の力学的特徴を検証することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、右室後負荷に対する生体内エネルギー代謝の関与を解明することを目的として、ATP感受性蛍光プローブAteamを発現するトランスジェニックラットを用いた解析を予定している。本ラットを用いて右室負荷増大に対するATP急性動態を心筋力学代謝イメージングにより明らかにする予定である。
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