The effect of intracardiac mechanical stress on fetal heart maturation in mammals

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08343
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: National Center for Child Health and Development
• Principal Investigator: Miyoshi Takekazu 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, (非)研究員 (70626697)
• 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, 客員研究員 (40359807)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 胎児心不全 / 先天性心疾患 / 心筋成熟 / 小動物用高解像度超音波イメージングシステム / 胎児胎盤循環 / 遺伝子発現解析 / 胎盤病理

Outline of Final Research Achievements

We examined two different model mice of fetal cardiac dysfunction that cause cardiac malformation or decreased contractility during the fetal period. Fetal heart failure and decrease in the number of ventricular cardiomyocytes were observed only in mice with cardiac malformation. Therefore, mechanical stress associated with cardiac morphogenesis seems to be more important for fetal heart development.
In human placenta, microscopic analysis showed that the frequency and severity of premature and edematous villi and increased nucleated red blood cells in villous vessels were greater in cases of fetal heart failure. Changes in cytokine-related genes specific to fetal heart failure were also observed, suggesting fetoplacental association.

Free Research Field

周産期学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

小動物用高解像度超音波イメージングシステムを用いて胎生期から血行動態をリアルタイムに観察することで、胎児心不全モデルマウスを同定し、胎児心不全の評価系を確立することが可能であった。組織学的解析の結果、心腔内メカニカルストレスの変化に伴って、心筋細胞の増殖抑制による低形成及び収縮機能の低下、それに対して代償性に細胞増殖期が延長することが示唆された。
胎児心不全時のヒト胎盤において、二次的に組織学的変化及び遺伝子発現変化が生じることが確認された。胎児・胎盤の臓器連関を裏付ける結果であり、胎児心不全の病態解明、さらには胎児心不全のバイオマーカー開発につながると考えている。