2018 Fiscal Year Annual Research Report
Intravital imaging of cardiac tissue reveals pathological dynamics in injured heart
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16K10627
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松浦 良平 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (10768922)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 茂夫 大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (10396749) [Withdrawn]
斎藤 俊輔 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (30600126) [Withdrawn]
福嶌 五月 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 医長 (80596867) [Withdrawn]
秦 広樹 大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (80638198)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | in vivo imaging / 心筋イメージング / 虚血再灌流障害 / No reflow現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年多光子励起顕微鏡の登場により、“intravital imaging”とよばれる、生かしたままで観察したい臓器を観察できるようになった。しかし心臓は激しく動く臓器であり、実際に生きたままの状態で心筋細胞や炎症細胞等を観察する手段は十分に確立していなかった。本研究は心臓を固定する二光子顕微鏡用のスタビライザーを開発し、疾患モデル動物の心筋組織を “生きたまま”で観察し、虚血再灌流障害における細胞の挙動を明らかにすることを目的とした。
二光子顕微鏡にてGFP-transgenic Lewis ratを全身麻酔下にて蛍光プローブを投与し、生きたままの状態で正常心筋を観察した。生きた状態で心筋細胞の筋原線維や細胞核等の細胞内小器官を認めた。また微小血管や血管内を流れる血球成分、血管内皮を認めた。
さらにラットのLADを結紮し5分間虚血にしたところ、その10分後には心筋細胞のGFPシグナルはモザイク状に低下した。また虚血・再灌流モデルを確立しreal timeで観察したところ、虚血直後から心筋の収縮能が低下した。15分後にはDextranが心筋細胞内に浸出し細胞透過性が亢進した。長時間再灌流後に観察したところ、細胞透過性はさらに亢進し、虚血領域の微小血管に経時的に白血球が接着した。微小血管に血流を認めなかったため、no-reflow現象の原因と考えられた。
また独自に動画全体のブレや歪みを補正するプログラムを作成し、細胞レベルでの心筋の動きを定量化した。FFDを用いて動画を解析すると、細胞の弛緩収縮に逆相関が見られたため、GFPシグナルが低下した細胞は細胞死を来し弛緩能を失ったと考えられた。
今後、本研究のin vivo imaging技術により、虚血性心疾患を始めとした心疾患モデルに対する新しい創薬スクリーニングシステム等への応用が期待される。
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[Journal Article] Intravital imaging with two-photon microscopy reveals cellular dynamics in the ischeamia-reperfused rat heart.2018
Author(s)
Matsuura R, Miyagawa S, Fukushima S, Goto T, Harada A, Shimozaki Y, Yamaki K, Sanami S, Kikuta J, Ishii M, Sawa Y.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 8
Pages: 15991
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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