Factors controlled by hypoxia inducible factor HIF-1 in the fetus during early pregnancy

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K10098
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 桃井 伸緒 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (10285033)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 郷 勇人 福島県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (30443857) ; 青柳 良倫 福島県立医科大学, 医学部, 助手 (30509469) ; 金井 祐二 福島県立医科大学, 医学部, 助手 (60448628)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 胎児医学 / 低酸素

Outline of Annual Research Achievements

CD1マウス交配で得られた妊娠マウスを使用した。胎児心筋細胞のHERG チャネル電流(IKr)を阻害し徐脈を引き起こし、低酸素状態にすることがin vitroでのみ証明観察されている薬剤であるフェニトインを、妊娠在胎日齢（ED）11.5のマウスに投与した。フェニトイン投与後に、小動物用超音波高感度イメージングシステムを用い、in vivoで胎仔の心血行動態を評価観察した。コントロール群とフェニトイン50mg/kg、75mg/kg、100mg/kg投与の4群の比較において、投与後12時間の時点で、それぞれの群で0%、10％、18.5％、17.0％に胎仔心停止が見られ、心停止胎仔を除いた胎仔の心拍数も投与前との比較で、+20.2%、-10.9%、-32.0%、-46.2%と用量依存性に低下した。同様に胎仔背側大動脈血流も+51.4%、+4.9%、-40.0%、-83.6%と用量依存性に低下し、in vivoで初めて妊娠マウスへのフェニトイン投与により胎仔マウスが徐脈に至ることを示した。投与後24時間でも同様に胎仔マウスが徐脈に至ることが示された。組織低酸素の定量評価目的に、リアルタイムPCR法を用い、低酸素遺伝子マーカーであるHIF-1α、エリスロポエチン、GLUT-1、VEGF、Pfkfb3、IGFBP1、Bnip3の発現定量評価を行ったが、コントロール群とフェニトイン投与群（24時間）において低酸素マーカーの遺伝子発現には有意差が認められず、胎仔が低酸素に至っていることを直接証明することはできなかった。低酸素状態が短いために低酸素遺伝子マーカーの発現に差が出なかったと考え、フェニトインの暴露時間を延ばして同様の評価を行った。ED9.5から、ED10.5、ED11.5と連日フェニトイン投与を行い、ED12.5に胎仔の心血行動態を評価観察することとして、現在観察を継続している。