DNA組換えによる虚血耐性獲得を応用した長時間心保存法の確立に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06404047
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 松田 暉 大阪大学, 医学部, 教授 (00028614)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 和博 大阪大学, 医学部, 助手 (90171842) ; 金田 安史 大阪大学, 細胞生体工学センター, 助教授 (10177537) ; 澤 芳樹 大阪大学, 医学部, 助手 (00243220) ; 白倉 良太 大阪大学, 医学部, 教授 (00116047)
• Keywords: 遺伝子導入 / 心筋保護法 / 虚血再灌流障害 / 心保存 / 熱ショックプロテイン / DNA組換え

Research Abstract

心筋虚血再灌流に対する耐性獲得のためにこれまで数多くの心筋保護液や薬剤投与などのpharmacological therapyが試みられてきたが、いずれも効果に限界があり最近ではさらなる虚血耐性の獲得をめざしischemic preconditiningやheat Shockなどのself-preservation能力の応用が注目されている。本研究ではDNA組み換え技術を応用して心臓に遺伝子導入を行うことにより、心筋における強力なself-preservation preoteinのひとつであるheat shock protein 70(HSP70)を心筋内部から過剰発現させそれにより心筋保護効果を獲得する(長時間心保存法を確立する)ことをめざした。まずさまざまな条件のheat shockによりHSP70を発現させるとともに、その心筋保護効果を詳細に検討した。次いでHSP70のcDNAを作成し発現ベクターに組み込み、単離培養した心筋細胞、血管内皮細胞それぞれにHVJ-liposome法にてこの遺伝子をin vltroで遺伝子導入した。その結果いずれの細胞においてもHSP70が過剰発現し、低酸素再酸素化障害に対する耐性が獲得されることを示した。さらに心臓への高効率なin vivoの遺伝子導入法として、HVJ-liposomeの冠動脈内注入法を開発しその最適な条件を設定した。この方法にてHSP70を心筋にin vivo遺伝子導入した結果、心筋全体に細胞障害なく高効率にHSP70が高度発現し、遺伝子導入により高度発現したHSP70は心筋虚血再灌流障害に対し、通常のheat shockの効果よりも優れた耐性を示しうることが示された。即ち心保存中ドナー心にHSP70の遺伝子導入を行い虚血耐性を向上させることによって長時間の心保存が実現しうる可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Ken Suzuki: "In Vivo Gene Transfection with Heat Shock Protein 70 Enhances Myocardial Tolerance to Ischemia-Reperfusion Injury in Rat" The Journal of Clinical Investigation. (in press).
• [Publications] Yoshiki Sawa: "Efficiency of In Vivo Gene Transfection Into Transplanted Rat Heart by Coronary Infusion of HVJ Liposome" Circulation. 92. 479-482 (1995)
• [Publications] 澤 芳樹: "遺伝子導入による心筋虚血耐性獲得に関する研究-TGF-βの心筋保護効果-" 心筋の構造と代謝. 17. 43-46 (1994)
• [Publications] 澤 芳樹: "HSP70遺伝子の導入で心臓を強くする" 遺伝. 50(12). 6-7 (1996)
• [Publications] 澤 芳樹: "長時間心保存における虚血再灌流傷害-好中球の関与とTGFβによる虚血耐性獲得に関する研究-" 脈管学. 35(5). 309-311 (1995)
• [Publications] 澤 芳樹: "心臓血管外科領域における分子生物学的アプローチ" 先端医療. 3(3). 34-37 (1996)
• [Publications] Yoshiki Sawa: "Efficient transfer of oligonucleotide and plasmid DNA into whole heart through coronary artery(in press)" Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery.
• [Publications] Yoshiki Sawa: "Overexpression of HSP70 enhances myocardial folerance to ischemia(in press)" Ischemic Heart.
• [Publications] 鈴木 憲: "遺伝子導入法による心筋虚血耐性獲得を応用した新しい心筋保護法" Therapeutic research. 17. 3501-3507 (1996)
• [Publications] 鈴木 憲: "遺伝子導入を応用した新しい心筋保護法の開発" 医学のあゆみ. 176. 764-765 (1996)