2018 Fiscal Year Research-status Report
Physiological and pathophysiological role of NOX4 in cardiac mechano-transduction
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17K01359
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
貝原 恵子 岡山大学, 医学部, 技術専門職員 (60638641)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入部 玄太郎 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (90284885)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | NADPH oxidase 4（NOX4) / 活性酸素（ROS） / メカノトランスダクション / 単離心筋細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心臓は収縮弛緩を繰り返しているため常にメカノストレス下にある。我々は心筋細胞でのメカノトランスダクションにおいてNADPH oxidase 4（NOX4）由来の活性酸素( ROS： Reactive oxygen species )が大きく関わっているとの仮説をもとに、独自の単離心筋細胞伸展システムを用いてNOX4が生理的および心不全形成に関わる病態生理的メカノトランスダクションに及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
1．NOX4欠損マウス系統維持及び心不全モデルマウスの作成：心筋細胞における力学刺激を解明するためには成熟した心筋細胞が必要であり、毎回急性単離を行わなければならない為NOX4欠損マウスを系統維持にて必要数を準備した。また、圧負荷による心不全モデルマウスは、昨年度より引き続きTAC手術により作成しデータを蓄積中である。
２．生理的・病理的ミトコンドリア膜電位：単離心筋細胞伸展時はミトコンドリア膜電位が過分極し、電子伝達系の稼働を促しATP産生増加に備え収縮力増加に対応できるようになると我々は考えている。心不全においてミトコンドリアの機能異常が報告されていることもあり、重要な細胞内小器官であるミトコンドリアの機能指標として病理的ミトコンドリア膜電位について測定をおこなった。現時点で、伸展刺激時のミトコンドリア膜電位は、正常マウス同様に過分極傾向にあり正常心筋細胞との間に有意差は確認できていない。
３．NOX4欠損細胞における進展時のミトコンドリア膜電位：NOX4の局在は、ミトコンドリアに多いことを免疫染色にて確認し、伸展時のミトコンドリア膜電位を測定した。NOX4欠損細胞におけるミトコンドリア膜電位は、伸展時に過分極し通常のマウスと有意差はなかった。この結果より伸展時ミトコンドリア膜電位変化においてNOX4は、影響がないことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、NOX4欠損マウスを購入し研究に必要な動物個体を維持しつつ、単離心筋細胞を用いて伸展時のNOX4の生理学的機能を明らかにしてきた。生理的・病理的ミトコンドリア膜電位の測定やNOX4欠損マウスにおけるミトコンドリア膜電位の測定を行い、申請時における実験計画書通りの研究成果が得られている。また、圧負荷モデル作成おいては、手技習得と術後の経過時間が必要な為、初年度から研究を着手しつつデータを蓄積している。以上の点を考慮し、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
横行大動脈縮窄術をC57BL6・NOX4欠損マウスそれぞれで行い、心臓に圧力負荷を加え病態モデルを作成し経時的に圧負荷に伴う心機能の変化を心エコーで測定し、NOX4と病態との関連性を解明していく。また、伸展刺激時の病態生理を明らかにすることを目的とし、C57BL6由来病態モデルマウス・NOX4欠損由来病態モデルマウスのリモデリング単離心筋細胞を用いてROS生産量や発生張力等を測定する予定である。
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| Causes of Carryover |
来年度に大動脈横行縮窄手術を行たマウスを多数用いた研究を行う必要があり、一定動物数を確保する必要があると同時に、高価な試薬を購入するため今年度予算を翌年度予算に持ち越した。
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