2016 Fiscal Year Research-status Report
慢性炎症と心筋障害のイオンメカニズム：炎症応答性Orai3チャネルの役割
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15K09131
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
伊藤 宏 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10232464)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 博之 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80323145)
飯野 健二 秋田大学, 医学部, 講師 (30400485)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 心不全 / 炎症 / Orai チャネル / 血管内皮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炎症は慢性心不全の基盤病態であるが、炎症の際に心筋細胞、心筋線維芽細胞や血管内皮細胞内で働いているシグナルに関しては依然不明な点が多い。近年、アラキドン酸（AA）応答性CaチャネルとしてOrai3が同定され、炎症で誘発するイオンメカニズムの解析が可能となった。本年度おこなった具体的研究項目は、（１）炎症性心筋細胞障害でのOrai1/3チャネルの役割を明らかにする、（２） 炎症物質による血管内皮機能制御でのOrai1/3チャネルの関与を明らかにする の2点であった。 （１）に関しては、ＡＡによる心筋細胞上のOrai1/3チャネル活性化、心筋細胞死誘導を実証しようとしたが、単離心筋細胞を用いた細胞電気生理実験ではＡＡそのものの細胞膜透過性亢進作用が強く、そのためＡＡ投与が非特異的陽イオンの流入を招き、Orai1/3チャネルを介したＣａ流入とそれ以外のものを分離することが困難で研究が予定していたものよりも進展しなかった。そこで、本年は主に（２）に重点を置き、研究を進めた。本年度の結果として、ＡＡ存在下での Orai1/3チャネル活性化によるＣａ流入は、cAMP-responsive element binding proteinのリン酸化を介して血管内皮細胞増殖を引きおこすこと、さらに別のシグナルとしてＡＡによる Orai1/3チャネル活性化をかいしたＣａ流入は、eNOSを介したＮＯ産生を促進することを明らかにした。特に後者のＡＡによるＮＯ産生は、慢性心臓炎症下で部分的に陰性変力作用に関与すると考えられ、今後詳細に検討したい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ＡＡによる心筋細胞上のOrai1/3チャネル活性化、心筋細胞死誘導を実証しようとしたが、単離心筋細胞を用いた細胞内Ｃａ濃度をみる実験ではＡＡそのものの細胞膜透過性亢進作用が強く、そのためＡＡ投与が非特異的陽イオンの流入を招き、Orai1/3チャネルを介したＣａ流入とそれ以外のものを分離することが困難であった。同様の理由からパッチクランプ法による細胞電気生理実験研究も予定していたものよりも遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ＡＡによる非特異的陽イオン心筋細胞内流入が顕著に表れないような実験条件を探索する。しかし、それでもうまくいかない場合は、TACによる圧負荷心不全モデルを用い、その心筋内でのOrai1/3チャネルの発現、OraiK.O マウスとの比較を行い、心筋細胞Orai1/3チャネルと炎症のかかわりについて研究を進めたい。また、当初から予定していた心筋線維芽細胞に関する研究も進め、炎症と心筋線維化に線維芽細胞のOrai1/3チャネルとその後のＣａシグナルが関与していることを実証したい。
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| Causes of Carryover |
単離心筋細胞を用いて、ＡＡと細胞内Ｃａ濃度をみる実験や細胞電気生理実験が遅れたため、その後予定していた単離心筋細胞でのOraiチャネルのノックダウンに関する一連の研究や、心筋線維芽細胞を用いた研究が行われず、そのため次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験状況を改善して、上記の進行が遅れている研究を速やかに進めていく。さらに、心不全モデル動物やOraiノックアウトマウスを用いたin vivo 実験を進め、慢性炎症と心不全をつなぐイオンメカニズム解明を目指したい
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