PI3K/Akt経路からみた虚血再灌流障害に対するアミノ酸の心筋保護作用の検討

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10955
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 小口 健史 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (60201399)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: アミノ酸 / 虚血再灌流障害 / 心筋保護

Outline of Annual Research Achievements

心臓における虚血-再灌流障害にはPI3K/Akt 経路が関与しているとされる。一方、グルタミン・アルギニンなどのアミノ酸にはPI3K/Akt 経路への作用が報告されている。また、グルタミンなどのアミノ酸は肝臓・精巣・肺における虚血-再灌流障害を軽減するとされている。本研究では、これらのアミノ酸の心筋虚血-再灌流障害に対する保護効果と作用機序を解明することを目的とした。
初年度は、グルタミン（2.5 mM/L）の心筋虚血に対するプレコンディショニング効果について心機能の回復面から検討を行った。ペントバルビタール麻酔下にラットから心臓を摘出して、大動脈・肺静脈・肺動脈カニュレーションを行いLangendorff法にて灌流を行い、肺静脈から左心室内にバルーンカテーテルを挿入して左心室圧（LVP）を測定した。LVPから左室dP/dt maxを求めて、心収縮能の指標とした。肺動脈から流出する冠灌流液を経時的に採取して冠流量とした。上記のラット摘出心臓モデルにおいて、Non-flow ischemiaによる虚血再灌流実験を行い、対照群とグルタミン投与群の間で虚血再灌流時の心機能の回復を比較検討した。
これまでの実験では、グルタミンを虚血前から投与すると、対照群と比較して虚血再灌流時の心機能の回復促進を示唆する結果が得られはじめている。もし、グルタミンをはじめとするアミノ酸が心筋に対する保護作用を持つことを証明できれば、心臓外科手術においてアミノ酸を使用する根拠が得られ、更に虚血性心疾患を合併した患者の麻酔管理においても新たな心筋保護戦略になることが期待される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的であるグルタミンの心筋プレコンディショニング効果を示唆する結果が得られ、初年度の研究としておおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、グルタミンの心筋プレコンディショニング効果について、PI3K/Akt経路の面からも解明するために、心筋虚血再灌流後の心筋内pAktの測定を行っていく予定である。

Causes of Carryover

ラットから心臓を摘出して、大動脈・肺動脈にカニュレーションを行いLangendorff法による摘出心臓標本を用いて研究を行ったが、初年度はアミノ酸の投与条件を決定する予備実験に予想以上の期間が必要になり、Rat ELISAキットや薬剤などの物品購入が遅れ繰越金が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度は、Rat ELISAキットに関しては、測定値の信頼度を上げるために各検体をトリプルで測定する予定で、５プレート（96 well/プレート）を購入する予定である。過去の摘出心臓標本を用いた研究の経験から、その他の消耗品として、実験動物、灌流用薬剤、測定用薬剤、記録用紙、ピペットチップを該当分購入する。また、実験結果からのデータ分析、学会発表、論文作成のためのパソコンとソフトを購入する。