2020 Fiscal Year Research-status Report
The effect of intracardiac mechanical stress on fetal heart maturation in mammals
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19K08343
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| Research Institution | National Center for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
三好 剛一 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 臨床研究センター, 上級専門職 (70626697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細田 洋司 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (40359807)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 胎児心不全 / 胎児心疾患 / 心臓成熟 / 小動物用超音波高解像度イメージング / 遺伝子発現解析 / PDE5阻害剤 / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳動物において、メカニカルストレスの変化と胎児心臓の分化・成熟の関係については十分検討されていない。本研究では、2系統の胎児心室形成障害マウスの心臓発生過程について、小動物用高解像度超音波イメージングシステムによる血行動態解析法及び組織学的な心筋の分化・成熟の評価法を確立し、心臓発生において心形態異常や心機能低下による心室へのメカニカルストレスの変化が心筋細胞の増殖及び分化に与える影響や分子機構を明らかにすることを目的としている。
2系統の胎児心室形成障害マウスを用いて、小動物用高解像度超音波イメージングシステムによる血行動態解析及び組織学的解析を実施した。
1．Hey2ホモ接合型欠損マウス（hey2-KO）胎仔において心室中隔欠損及び右室低形成を呈し、胎齢と共に左室拡大の進行、両心室の収縮能の低下を認め、胎児心不全モデルマウスとして応用が可能と考えられた。野生型に比べてhey2-KOでは両心室心筋細胞数の減少を認めた一方、胎生後期まで心筋細胞分裂像が認められ、心腔内メカニカルストレスの変化による心筋細胞の増殖期延長が示唆された。今後、心筋細胞の成熟化について検討予定である。
2．拡張型心筋症モデルマウスの胎仔において、同様に解析を行った。胎生期より両心室の心筋壁の菲薄化が確認されたが、心拡大はなく、両心室の機能も保たれており、胎児心不全モデルマウスとしての応用は難しいと考えられた。
3．Hey2ホモ接合型欠損マウス胎仔を用いた心筋シングルセルRNA-seq解析及びサルコメア構造解析に向けた実験条件を調整中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19感染拡大の影響で実験動物の繁殖が一時期できなくなり、進捗がやや遅滞している。
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| Strategy for Future Research Activity |
小動物用超音波イメージングシステムにより、従来困難であったマウス胎仔心臓の機能的評価がリアルタイムに可能であった。拡張型心筋症モデルマウスは胎生期には心不全を呈さなかったが、hey2-KO胎仔は胎児心不全モデルマウスとして応用可能であることが確認された。
今後、hey2-KO胎仔を用いて、心筋シングルセルRNA-seq解析とサルコメア構造解析を組み合わせることによって、心臓発生における心筋細胞の分化・成熟に関わる分子機構を明らかにする予定である。さらに、心収縮能改善薬に対する胎仔心室機能の反応性と心筋細胞の遺伝子発現や形態変化との関連性も併せて解析することにより、心臓発生及び胎児心不全の分子メカニズム解明を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
COVID-19感染拡大の影響で実験動物の繁殖が出来なくなったこと及び学会等の出張が中止となったことから、次年度使用額が生じた。当該助成金は、実験動物の購入・飼育費、心筋シングルセルRNA-seq解析とサルコメア構造解析にかかる経費及び論文投稿費として計上する予定である。
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