2017 Fiscal Year Annual Research Report
TET-Offマウスを用いたHCN4の洞房結節における新たな機能の解明
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16H05124
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
鷹野 誠 久留米大学, 医学部, 教授 (30236252)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 洞房結節 / ペースメーカー細胞 / 迷走神経 / 洞不全症候群 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テトラサイクリン遺伝子発現制御システムを使って、ペースメーカーチャネルHCN4を、その生理学的発現部位において、過剰発現したマウス（HCN4-OEx)と、発現を抑制したマウス（HCN4-KD)を作成した。これらのマウスを使って、その洞房結節の機能をin vivo、in vitroで詳細に検討した。その結果、以下のような新たな所見を得た。
自由行動下に記録した心電図においてHCN4-OExでは心拍数変動が顕著に低下し、HCN4-KDでは安静期に顕著な洞性不整脈が観察された。ポアンカレプロットやフーリエ解析では迷走神経によって制御される変動成分が、それぞれ減少/増加していた。
この現象のメカニズムをさらに検討するため、HCN4-OEx、HCN4-KDから洞房結節組織を切除し、酵素処理によってペースメーカー細胞を単離した。単離ペースメーカー細胞の自発活動電位および膜電流をパッチクランプ法によって解析した。その結果、アセチルコリン投与による自発発火頻度の陰性変時作用は、HCN4-KDでは顕著に増強されていた。カテコラミンを投与し、発火頻度が上昇した状態でも、低濃度のアセチルコリンが完全に自発発火を停止させることが判明した。一方、HCN4-OExではアセチルコリンの陰性変時作用はわずかに減少しており、カテコラミン投与でこの効果は顕著に増強された。以上の成果を原著論文としてThe Journal of Physiology誌に発表した。
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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
自律神経系による心拍制御機構においてHCN4チャネルが重要な機能を果たすことを発見し、原著論文として発表することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
HCN4-OExは、中枢神経系を含めて全身でHCN4の発現が上昇している。そのため、中枢神経系の機能変化の影響を完全には除外できない。そこで心臓特異的にHCN2を過剰発現するマウスの洞房結節機能を解析し、HCN4-OExと同様の変化が生じているか検討する。
洞房結節領域から心房領域への興奮伝導に関しては、Ca指示色素のローディングが上手く行っていないため、色素の種類を変えて、再度チャレンジする。
心房細動患者の大規模ゲノム解析では、その原因遺伝子の候補としてHCN4が同定されることが多い。そこでHCN4-KDやHCN4-OExを対象として、経食道的カテーテル電気刺激により心房細動を誘発することを試みる。誘発に成功した場合には、直ちに光学的測定を実施する。
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