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

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10955
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 小口 健史 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60201399)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: アミノ酸 / 虚血再灌流障害 / 心筋保護

Outline of Annual Research Achievements

心筋の虚血-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、アルギニンなどのアミノ酸は肝臓・精巣・肺など他臓器の虚血-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。
本年度は、ロイシンの心筋虚血に対する保護効果について心機能の回復面から検討を始めた。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、対照群とロイシ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。
現時点においては実験数が未だ足りないこともあり、ロイシンの虚血前投与により、対照群と比較して虚血再灌流時の心機能の回復促進が得られるのかどうかは不明である。もし今後の研究により、グルタミン・アルギニンなどの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

グルタミンとアルギニンに加えて、更にロイシン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も検討を加え始めたため、研究遂行に想定以上の時間を要しているが、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、アルギニン、ロイシンの３つのアミノ酸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の測定を行い比較検討する予定である。

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、ロイシンについても追加検討することになり、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。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、2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、測定用薬剤を該当分購入する計画である。