2008 Fiscal Year Annual Research Report
心臓標本の膜活動電位・Ca動態高空間時間分解能同時光マッピング法の開発
| Project/Area Number |
20500387
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
佐久間 一郎 The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 教授 (50178597)
|
|---|
| Keywords | 生物・生体工学 / 循環器・高血圧 / 生体生命情報学 / 可視化 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では、不整脈の成因の一つと考えられる激発活動(Triggered Activity)の研究に重要と考えられる、心筋標本での興奮伝播の際の細胞膜活動電位と膜活動電位・Ca動態高空間時間分解能の同時計測システムを試作した。先行研究で報告されている手法では、蛍光スペクトルが波長軸上で十分離れた蛍光指示薬を使わなければならない。3種以上の蛍光指示試薬の適応が困難であり計測対象の場合システム構築が難しい。といつた技術的課題が残る。本研究では学フィルタ、励起光源、カメラの撮影タイミングを同期制御することにより、心臓興奮伝播現象とCaイオン動態を同時計測することを試みた。
計測システムは(1)膜電位用及びCaイオン動態用それぞれの光学フィルタを円盤中に配した光学フィルタ回転機構、(2)2種のLEDを196個ずつ交互に配置した励起光源、(3)高速度カメラ、(4)摘出心臓標本から成り、(1)と(2)の駆動に同期して(3)が1フレームごとに撮影する。膜電位感受性色素RH-237とCa用蛍光プローブRhod-2によって同時染色したウサギ摘出心を計測標本とした。RH237は励起波長520nm,蛍光波長782nmであり、脱分極時には蛍光波長が短波長側にシフトする。
システムを用いてウサギ摘出心心尖部からのペーシング間隔を600msecから200msecまで100msec刻み(各3秒間)で短縮した場合と、200msecから600msecまで100msec刻み(各3秒間)で延長した場合の心筋活動電位及びCaイオン動態の同時・同期計測を行ったところ、活動電位とCaイオン動態のそれぞれについて、ペーシング間隔に同期した信号変化が得られた。画面解像度は256×256pixel、空間分解能は1.56mmである。時間分解能は20FPSでありシステムの改良が必要である。
|
