2020 Fiscal Year Research-status Report
心筋虚血時の不整脈発生にミトコンドリア内膜コネキシン43が果たす役割の解明
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19K07298
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三浦 昌人 東北大学, 医学系研究科, 教授 (30302110)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 遥 東北大学, 医学系研究科, 助教 (90803883)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | コネキシン43 / 不整脈 / 細胞内カルシウム / ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コネキシン（Cx）43の欠損により、細胞内カルシウム動態、ミトコンドリア内カルシウム、ミトコンドリア膜電位、活性酸素（ROS）産生、催不整脈性がどのように変化するのかを明らかにした。
1) コネキシン（Cx）43の有無による催不整脈の変化
Cx43はコントロールマウスではミトコンドリア内膜における発現がみられたが、心筋特異的Cx43欠損マウスでは発現がみられなかった。両群マウスより摘出した多細胞心室筋であるトラベクラにおいて、0.5Hz電気刺激による発生張力、細胞内カルシウム変化に有意差は認めなかった。催不整脈性に関しては、コントロールマウスに比べて心筋特異的Cx43欠損マウスにおいて亢進していた。この催不整脈性の亢進は、KATP開口薬の投与によって抑制された。
2) カルシウム・スパーク頻度、ミトコンドリア膜電位、ミトコンドリア内ROS産生、ミトコンドリア内カルシウム濃度
両群マウスの単離心筋細胞を用いてカルシウム・スパーク（fluo-4）頻度、2秒と0.4秒間隔の電気刺激によるROS産生（2’,7’-dichlorofluorescein；DCF）、ミトコンドリア膜電位（TMRM）の測定に対する追加実験を行った。心筋特異的Cx43欠損マウスでは、コントロールマウスに比べて、カルシウム・スパーク頻度の増加、ROS産生の増加、ミトコンドリア膜電位の脱分極がみられた。これらの変化はKATP開口薬の投与によって抑制された。また、両群マウスのトラベクラを用いて、ミトコンドリア内カルシウム濃度をrhod-2を用いて測定した。細胞外カルシウム濃度の上昇によって、心筋特異的Cx43欠損マウスにおいてのみミトコンドリア内カルシウム濃度の上昇がみられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナ感染拡大により、研究室への入室制限や研究時間の制限が生じたため、実験計画の遂行に支障が生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1）Cx43欠損により催不整脈性の亢進における活性酸素の役割
SS-31投与はミトコンドリア内活性酸素の産生を低下させることが知られている。そこで、両群マウスに3 mg/kg SS-31を6週間投与した後に、トラベクラと単離心筋細胞を用いて催不整脈性、細胞内カルシウム、カルシウム・スパーク頻度、活性酸素、ミトコンドリア膜電位を測定する。続いて、単離ミトコンドリアを用いてミトコンドリア内カルシウムと活性酸素産生の測定を行い、活性酸素産生がCx43欠損による催不整脈性亢進に与える影響を明らかにする。
2) 低酸素液潅流による張力、細胞内カルシウム、催不整脈性の変化
両群マウスより摘出したトラベクラを、低酸素液で30分間潅流した後に、電気刺激による発生張力、細胞内カルシウム、催不整脈性の変化を記録する。KATP開口薬と阻害薬、Cx43開口薬の投与によるこれらの変化を明らかにする。
3) 低酸素液によるカルシウム・スパーク頻度、ミトコンドリア膜電位、ROS産生の変化
両群マウスの単離心筋細胞を30分間低酸素液にさらした後に、カルシウム・スパーク頻度、ミトコンドリア膜電位、ミトコンドリア内ROS産生を記録する。KATP開口薬と阻害薬、Cx43開口薬の投与によるこれらの変化を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大により、研究室への入室制限や研究時間の制限、学会や研究会が中止・延期が生じ、そのため次年度使用額が生じた。 研究計画遂行の遅れを取り戻すべく、試薬や実験器具等に使用することとする。
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[Journal Article] Low-intensity pulsed ultrasound ameliorates cardiac diastolic dysfunction in mice-A possible novel therapy for HFpEF2020
Author(s)
Monma Y, Shindo T, Eguchi K, Kurosawa R, Kagaya Y, Ikumi Y, Ichijo S, Nakata T, Miyata S, Matsumoto A, Sato H, Miura M, Kanai H, Shimokawa H
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Journal Title
Cardiovasc Res
Volume: Jul 19
Pages: cvaa221
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Right ventricular longitudinal strain with CMR can more accurately estimate right ventricular functional reserve in rats with pulmonary arterial hypertension2020
Author(s)
Haruka Sato, Yuka Someya, Yui Takahashi, Masami Nishiyama, Ayana Matsumoto, Natsuki Morita, Chiyohiko Shindoh, Hideki Ota, Takuya Ueda, Ryuta Kawashima, Masahito Miura
Organizer
ESC Congress 2020
Int'l Joint Research
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