Effects of near infrared radiation and volatile anesthetics on myocardial ischemia and reperfusion injury in hypergrycemia

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09352
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 田中 克哉 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (30263841)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 近赤外線 / 心筋虚血 / 吸入麻酔薬 / イソフルラン

Outline of Annual Research Achievements

当初、ウサギの心筋虚血再灌流モデルに近赤外線光を照射して心筋保護効果が得られるかどうか、また、その作用機序について解明する予定であった。そのためにまず近赤外線光を照射する装置を探した。しかし、個体に正確に近赤外線光を照射する装置が見つからず多くの時間が割かれた。結局、当初個体の動物の心筋に近赤外線光を照射することを考えていたが、それを可能とする照射装置が想定外に見つからないことが判明した。そこで、実験方法をin vivoからin vitroへ変更することにした。ラットの心筋細胞を取り出し、心筋細胞の培養容器に近赤外線光を照射して、培養液の酸素を抜くことで虚血を再現する方針にした。ラットの心筋細胞を取り出す手技の習得に少し時間がかかったが心筋細胞はとれるようになってきた。また、3つの波長の近赤外線光を照射できる光源とその精度を確認できる照度計もそろった。今年度に心筋細胞への照射実験を開始する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

計画ではウサギの心筋虚血再灌流モデルを作製し、固体の動物の心臓に直接、近赤外線光を照射して、心筋梗塞サイズを測定し、近赤外線光を照射しない対照群や吸入麻酔薬を投与する吸入麻酔薬群、近赤外線光と吸入麻酔薬を両方併用する群の心筋梗塞サイズを比較検討する方針であった。また、近赤外線光に心筋保護効果が認められた時はその作用機序を解明する予定であった。しかし、個体の心筋に正確に近赤外線光を照射できる装置が見つからず、まずは心筋細胞に近赤外線光を照射し、その影響と作用機序を探るように方向転換したのでやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

研究方針をウサギの個体の心筋虚血再灌流モデルに近赤外線光を照射することから一時中断し、培養心筋細胞に対する虚血再灌流モデルを確立し近赤外線光を照射して、細胞の壊死、アポトーシスを測定する実験モデルをまず構築することに変更した。近赤外線光を照射する場合としない場合で細胞死の割合が変化するかまず確認する予定である。現在、心筋細胞を抽出することは可能となったが、他の研究者らが発表している心筋虚血の方法では想定する細胞死が少ないことが判明し、我々の研究に適する細胞死の割合を作製できるプロトコルを模索中である。一方、心筋細胞を培養するシャーレに近赤外線光を照射する装置は購入し、適切に照射できているか確認する照度計の準備はできた。心筋細胞の細胞死を適度に誘発できるモデルが完成すれば、３種類の波長の近赤外線光を照射して、まずは波長の違いで細胞死の割合が変化するか確認していく予定である。次に心筋保護効果を発揮した波長について吸入麻酔薬と併用した場合の効果、および近赤外線光の心筋保護効果の作用機序について解明していく。

Causes of Carryover

実験計画を変更したため動物の費用や試薬の費用が少なかった。また、照射装置と海外学会出席の費用が発生しなかったため、次年度使用額が生じた。次年度請求額と合わせて試薬、動物費用に使用する予定である。

Research Products

• [Remarks] 徳島大学医学部麻酔学教室
  • URL: http://tokudaimasui.jp/