2019 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of specificity and pathophysiology in pulmonary veins
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17H01529
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
南沢 享 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40257332)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤池 徹 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (20647101)
草刈 洋一郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (80338889)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 肺静脈 / 酸素感受性 / 肺循環 / Pitx2 / 血管リモデリング / 心房細動 / 洞房結節 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肺静脈は高濃度酸素血に曝されること、左心房と接合する肺静脈部位は心房細動を引き起こす異所性刺激発生部位になることなど、体静脈とは異なる特殊な低圧 系血管であるが、その血管特性の理解は進んでいない。また、肺高血圧症(PH)など生命予後の不良な肺循環障害の病態機序は完全に解明されてはいない。本研究では研究代表者らが独自に開発した条件付き遺伝子改変動物をはじめ、他の研究室に比べて優位性のある小動物における血管実験手法を使って、肺静脈の構造的・機能的特徴が構築される分子機序を解明することを目的とする。2019年度は以下の項目について、研究を実 施した。
1. 肺静脈の網羅的遺伝子発現解析: 肺静脈、大動脈、肺動脈、動脈管において出生前と出生後の遺伝子発現の再評価を行った。 2. 肺静脈の構造・機能形成・維持におけるPitx2cの役割の解明: Pitx2c過剰発現マウスにおける表現型、特に心臓電気生理に及ぼす影響を検討した。 生体マウスにおける電気生理学的検査方法を確立し、Pitx2c過剰発現マウスでは洞房結節機能が低下していることが判明した。3. PH-LHVDラットモデルの創成: 手術的に左房狭窄を作成すことによるPH-LHDモデルでの肺組織におけるPDZD8の発現解析を行った。ミトコンドリアー小胞体連関に異常がある可能性が示唆された。 4. 肺静脈リモデリングに影響を与えるストレス及びシグナル伝達系の同定: 種々のストレスや薬物(エンドセ リン、プロスタサイクリン、トロンボキサンなど)に対する肺静脈平滑筋細胞の応答(増殖性、遊走性、細胞傷害性な ど)を観察するために、肺静脈培養系確立のための培養条件の検討を行った。 5. 血液ガスが肺静脈の収縮機構に及ぼす影響: 低酸素チャンバーを使って、低酸素が肺静脈収縮特性に影響を及ぼすかの予備実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績の概要に記載した様に、2019度に実施すべき研究項目の全てにおいて、ほぼ計画通りに実験を行うことが出来た。 1.肺静脈の網羅的遺伝子発現解 析:これまでに実施した網羅的解析から、さらに出生前後での変化についてRT-PCRにて発現解析を行った。2.肺静脈の構造・機能形成・維持におけるPitx2cの役割の解明:Pitx2c過剰発現マウスにおいて、長時間心電図記録の結果を支持する結果として、本マウスでは電気生理学的検査においても洞房結節機能に障害がある可能性が示唆された。3.PH-LHVDラットモデルの創成: PH-LHDモデルおよびモノクロタリン肺高血圧ラットモデルで、小胞体ーミトコンドリア連関を制御するタンパク質PDZD8の発現低下を新たに発見することが出来た。 4.肺静脈リモデリングに影響を与えるストレス及びシグナル伝達系の同定: 肺静脈平滑筋培養細胞系の確立がやや遅れたため、進捗状況区分を（３）とした。 5.血液ガスが肺静脈の収縮機構に及ぼす影響: 2019年度は低酸素チャンバーのガス制御にぽいて機械的な故障があり、実験が十分に進まなかったため、進捗状況区分を（３）とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020度は2019年度の実績と反省を踏まえて、以下の計画を推進する。 1.肺静脈の網羅的遺伝子発現解析: 2020年度には、肺静脈特異的に発現する遺伝子Xの、血管収縮やリモデリングに果たす機能的役割の解析を行う。 2. 肺静脈の構造・機能形成・維持におけるPitx2cの役割の解明: Pitx2c過剰発現マウスにおいて組織学的に洞房結節形態に関する詳細な検討を行う。心房特異的なPitx2c欠損マウスにおいても同様に、表現型、特に心房や肺静脈・体静脈系の形態に関する研究を行う。3. PH-LHVDラッ トモデルの創成: 新たに確立できたPH-LHDのラットモデルを使い、肺静脈うっ滞じにおける肺高血圧症に使用すべき薬剤の選択を検討する。特にミトコンドリア 関連の薬剤が、本モデルに対して、有効かどうかの検証を行う。 4. 肺静脈リモデリングに影響を与えるストレス及びシグナル伝達系の同定: ラット肺静脈平滑筋 細胞の分離培養実験系を使い、種々のストレスや薬物(エンドセ リン、プロスタサイクリン、トロンボキサンなど)に対する応答(増殖性、遊走性、細胞傷害性な ど)を観察し、肺静脈リモデリングへの効果を明らかにする。 2020度は特に圧負荷と酸素の影響に焦点を絞り観察を行う。 5. 血液ガスが肺静脈の収縮機構に 及ぼす影響: 低酸素で飼育したラット摘出肺静脈リング標本を使って、血中酸素濃度、一酸化窒素濃度、二酸化炭素濃度が肺静脈の収縮拡張に及ぼす影響を明らかにする。
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