2019 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of inner mitochondrial collapsing in response to acute cardiac overstretch.
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18K19435
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三尾 寧 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00266686)
立花 利公 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (80163476)
岩本 武夫 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90568891)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / 乳頭筋 / 過伸展 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアへの過伸展によるメカノストレスは、数分間の過伸展で発症することが確認された。一方で、過伸展によるメカノストレスに対する心筋線維への影響は、形態的な筋線維崩壊は確認できず、過伸展を解除した心筋は伸展前の張力レベルに回復することが確認された。過伸展による影響は、ミトコンドリア内膜破壊を導くが、収縮への影響は、少なくとも短期間では、十分に回復可能であることも確認された。長期予後に関して確認するため、老齢ラットの乳頭筋で同様の実験を試みた。ミトコンドリア形態は同様に内部崩壊していた。張力は過伸展解除後、回復傾向にあったが、若年ラットと比較して、半分程度の回復しか認めなかった。in vivoでの過伸展の影響を確認するため、麻酔下にて開胸し、肺動脈狭窄術を施行し、右室容量負荷を試みた。狭窄を30秒施行し、通常のほぼ3倍の容量負荷を行った。30秒後、狭窄を解除し、閉胸にて心エコーを確認したところ、右室の収縮力は術前と比べ、十分に保持されていた。一方で、電子顕微鏡で観察したところ、乳頭筋と同様に、ミトコンドリア形態が内部崩壊していることが確認された。中・長期の回復過程を更に観察することを確認するため、一度収縮力が回復した乳頭筋に対し、複数回の過伸展負荷を与えた。複数回の過伸展負荷では、張力は初期値の8割ほどまで回復した。ミトコンドリア内膜は、崩壊していることが確認された。これらの結果から、(1)容量負荷のモデルとして心筋過伸展モデルが有用であること、(2)過伸展解除後はミトコンドリア内膜形態に崩壊する所見があるものの収縮力は十分に回復すること、(3)複数回の過伸展でも収縮力は十分に保持されることが示唆された。今後、収縮保護メカニズムとミトコンドリア内膜崩壊とその修復メカニズムの関連性を明らかにしたい。
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