2019 Fiscal Year Annual Research Report
心外膜脂肪が心房線維化をきたす機序解明とこれを抑制する化合物スクリーニング系構築
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19H04490
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
高橋 尚彦 大分大学, 医学部, 教授 (30263239)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安部 一太郎 大分大学, 医学部, 医員 (00747595)
手嶋 泰之 大分大学, 医学部, 講師 (10457608)
宮本 伸二 大分大学, 医学部, 教授 (70253797)
福井 暁 大分大学, 医学部, 助教 (70631381)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 心外膜脂肪 / 線維化 / 心房細動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【背景と目的】 申請者らは，最近，心臓血管外科で開胸手術の際に得られる心房細動患者の左心耳切片を用い，“心外膜脂肪と心房筋が接する箇所に線維化が生じ，心外膜脂肪中の悪玉サイトカインの量が線維化と相関すること”を解明した（Abe, Takahashi, et al: Heart Rhythm. 2018 Nov;15(11):1717-1727.）。しかし左心房標本は手術時の1点でしか得られないため“心外膜脂肪がどのような機序で心房線維化を惹起するかが不明”という課題が残った。
【方法】 病理解剖を行った9症例（心房細動3例，非心房細動6例）から左房周囲心外膜脂肪（EAT）および皮下脂肪（SAT）を採取し，conditioned mediumを作成した。8週齢の雄性ラットの左心房を器官培養し，EATおよびSAT由来のconditioned mediumを連日滴下投与した。器官培養した左心房を経時的に解析した。
【結果】 1）EAT由来のconditioned mediumは，経時的に心房線維化を惹起し，これは筋線維芽細胞の増加をともなっていた。この効果はSATよりも顕著であった。2）心房細動症例（n=3）のEATは非心房細動症例（n=6）のEATよりも顕著に心房線維化を惹起した。3）電子顕微鏡で，EATを投与した左心房の心外膜側に筋線維芽細胞を確認でき，その細胞質内のゴルジ装置がアクチン線維を産生する様子を確認できた。
【考察】 ラット心房筋を用いた器官培養（Organo-culture）で，ヒトEATが心房線維化を惹起する様子を再現できた。SATよりもEATでこの効果は顕著であり，また，心房細動症例のEATでより顕著であった。
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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
【ヒト剖検体からの心外膜脂肪および皮下脂肪の採取】 剖検が行わる場合，直ちに診断病理学講座から連絡を得て，新鮮な心臓および脂肪組織を得ることができている。現在まで，実験に使用可能な症例数は9例であり，うち3例が心房細動を有していた。今後も同じ程度の頻度で症例数が増加していくことが期待できる。また，剖検から得た心外膜脂肪および皮下脂肪は十分な生理活性を有していることも確認できた。
【器官培養（Organo-culture）】 光学顕微鏡および電子顕微鏡を用い，ラット左心房は少なくとも7日間は細胞レベルおよびオルガネラレベルで健常な構造が保たれた状態で器官培養可能であることを確認できた。透過電子顕微鏡での観察において，再現性をもって，弱拡大で心外膜側に筋線維芽細胞を確認でき，中拡大で細胞内にゴルジ装置を確認した。強拡大でゴルジ装置がアクチン線維を産生する様子を確認した。心外膜脂肪による左心房線維化の“現場”を捉えた記録を得ることができた。
【器官培養した心房筋におけるmRNAおよびタンパク発現】 EAT由来のconditioned mediumを投与した左心房では，SAT由来のconditioned mediumを投与した左心房よりも，TGF-β1およびMCP-1のmRNAおよびタンパク発現が有意に亢進していることが確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
EATによる線維化に関わるKey moleculeとしてアンジオポエチン様因子2（Angptl2）に注目して研究を進めている。具体的には以下のような項目を予定している。
1．EATに含まれるAngptl2の濃度（含量）をSATと比較する。2．EATの代わりにAngptl2を器官培養したラット左心房に連日滴下投与し，線維化惹起および筋線維芽細胞数を観察する。これらの効果が得られた場合，Angptl2の用量依存性効果を検討する。3．Angptl2の中和抗体を同時投与し，Angptl2の線維化惹起および筋線維芽細胞数増加効果を減弱できるかを検討する。また，中和抗体の用量依存性を検討する。4．新生仔ラットから得た心臓由来線維芽細胞を培養する。Angptl2を培養液に加え，炎症性線維化シグナルに関連する遺伝子（α-SMA，p38 MAPK，IκBα，MCP-1，TGF-β1など）の発現変化を観察する。またこれらの変化がERK依存性か否かをERK阻害薬を用いて検討する。
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Research Products
(3 results)
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[Presentation] Human epicardial adipose tissue induces rat atrial myocardial fibrosis through paracrine effects: Results of organo-culture experiments2019
Author(s)
Shintaro Kira, Ichitaro Abe, Yumi Ishii, Miho Miyoshi, Takahiro Oniki, Akira Fukui, Tetsuji Shinohara, Yasushi Teshima, Kunio Yufu, Tatsuo Shimada, Mikiko Nakagawa, Naohiko Takahashi
Organizer
第83回日本循環器学会学術集会 3.29-31, 2019 横浜
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