Temporal spatial analysis and physiological significance of ATP variability in myocardial infarction by ATP-visualized mice

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K09491
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 小板橋 紀通 群馬大学, 医学部附属病院, 助教 (10420093)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 倉林 正彦 群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00215047)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 心臓 / エネルギー代謝 / 可視化

Outline of Annual Research Achievements

心臓はアデノシン三リン酸(ATP)を高速で加水分解して機械的エネルギーに変換するため、エネルギー産生障害時にはATP貯蓄は数秒以内に枯渇する。我々は急激なATP濃度の変化を可視化するFRET蛋白質を利用してATP変動を全身で計測できるマウスを開発した。このマウスを用いて心臓のATP量を、急性および慢性の負荷をかけて経時的に調べたところ、心臓のATP濃度は酸素消費量の変化とともに変動することが分かった。一方、冠動脈結紮による急性の心筋虚血を引き起こすと、局所で著明なATPの増加を認めた。この一過性のATPの上昇は虚血直後から１５分程度認め、再灌流で回復した。ストレプトゾシンによる糖尿病モデルでは糖
代謝が障害されているが、このマウスモデルをATP可視化マウスで作成し、心筋虚血を起こして観察したが、コントロールと同様のATPの変化を認めた。ドキソルビシンによる心筋傷害マウスモデルを作成すると、心機能低下する直前から、ATP量の上昇を認めた。この上昇はATPの利用障害を示唆すると考えている。TACなどの慢性心不全モデルではATP低下をみとめず、細胞のATP量は慢性的には代償されて一定以上に常に保たれることが分かった。そこでミトコンドリア特異的なATP可視化マウスの作製を試みている。