妊娠初期胎児の子宮内低酸素とmicroRNAの関連について

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09623
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 桃井 伸緒 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (10285033)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 郷 勇人 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (30443857) ; 青柳 良倫 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (30509469) ; 金井 祐二 福島県立医科大学, 医学部, 助手 (60448628)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 胎児 / 低酸素 / フェニトイン

Outline of Annual Research Achievements

胎児心筋細胞に発現しているHERG チャネル電流(IKr)を阻害し徐脈を引き起こすことがin vitroでのみ証明されているフェニトインを用いて、胎児低酸素モデル を作成することを初期目標とした。CD1マウス交配で得られた妊娠マウスにフェニトイン投与した後に、小動物用超音波高感度イメージングシステムを用い、in vivoで胎仔の心血行動態を評価した。妊娠在胎日齢(ED)11.5のマウスにおいて、コントロール群とフェニトイン投与群で比較すると、フェニトイン投与群で胎仔心停止が多く認められ、心停止胎仔を除いた胎仔の心拍数も用量依存性に低下し、胎仔背側大動脈血流も用量依存性に低下した。このことから、これまで in vitroで観察されていたフェニトイン胎児徐脈を引き起こすことが、in vivoで証明することができた。次に胎児徐脈が胎児組織低酸素を引き起こしているかどうかを調べるために、リアルタイムPCR法を用い、低酸素遺伝子マーカーであるHIF-1α、エリスロポエチン、GLUT-1、VEGF、Pfkfb3、IGFBP1、Bnip3の発現定量評価 を行った。しかしながら、コントロール群とフェニトイン投与群(24時間)において低酸素マーカーの遺伝子発現には有意差が認められず、胎仔が低酸素に至っていることを 直接証明することはできなかった。フェニトインの暴露時間が影響していることが考えられることから、暴露時間を延ばして同様の評価を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

フェニトインをED11.5に投与して48時間後にコントロール群とフェニトイン50mg/kg、60mg/kgの3群で胎仔心血行動態を評価した。フェニトイン75㎎/kg以上の投与群では48時間後に100％胎仔心停止が認められたため評価からは外した。胎仔の心拍数は投与前との比較で、+27%、-5%、+4%と用量依存性に低下する傾向にあった。しかしフェニトイン投与12時間と24時間と比較してフェニトイン投与48時間後の徐脈の程度が軽度であったことから、胎仔が低酸素に至っている可能性は低いと考えられために、組織学的検討と低酸素遺伝子マーカーの測定は行わないこととした。さらにフェニトインの暴露時間を延ばして胎仔の低酸素時間を延ばすことが必要であると考えた。
新型コロナ感染や地震被害のため、動物実験棟の使用時間が限定され、実験時間がとれず、実験に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

ED9.5から、ED10.5、ED11.5と連日フェニトイン投与(60mg/kg)を行い、ED12.5に胎仔の心血行動態を評価観察することとして、観察を継続している。胎児徐脈だけでは、HIF-1α、エリスロポエチン、GLUT-1、VEGF、Pfkfb3、IGFBP1、Bnip3などの組織低酸素マーカーに変化が出ない可能性があることから、組織低酸素に関連するマイクロRNAの変化にみられるかどうかを検討したい。マイクロRNAに変化がみられる場合には、母胎血中での変化についても検討し、胎児低酸素が母胎で検知可能かどうかを検証したい。

Causes of Carryover

新型コロナウィルス感染症や地震被害のため、動物実験棟の使用可能時間の制限が生じ、平日時間外および休日の使用ができず、実験に遅延を生じたために、次年度使用額が生じた。現在、復旧が進んでおり、実験の加速を行いたい。