Study of Effective Optical Defibrillation Methods for Clinical Application

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K16093
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 中尾 元基 北海道大学, 医学研究院, 特任助教 (90911694)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 光除細動

Outline of Annual Research Achievements

心房筋にChR2（チャネルロドプシン２）を発現させたマウスをダブルトランスジェニック技術を用いて作成し、ChR2-tdTomatoの発現を確認した。ランゲンドルフ灌流心に対して、右心房を心外膜側から青色光(470nm)で刺激する心房光照射系を確立した。KACh-channel activatorであるCarbacholを溶解し、さらに低カリウム状態にした溶液（Carbachol + 低カリウム溶液）を灌流し、右心房に電気的連続刺激を行うことで心房細動を誘発した。心房細動誘発後に右心房にパルス光刺激を行い、心房細動抑制効果を検証した。活動電位持続中に実施されるパルス光刺激によるAPD延長効果およびERP延長効果を、光学マッピング法を用いて観察した。パルス光刺激による光除細動時の活動電位波形を、光学マッピング法を用いて観察した。Carbachol + 低カリウム溶液灌流および心房連続電気刺激により誘発された心房細動はパルス光刺激により光除細動された。光除細動率はパルス光刺激の光強度およびパルス幅に依存した。絶対不応期を含む活動電位持続中に実施されるパルス光刺激によりAPDは有意に延長し、ERPも同様に有意に延長した。APDおよびERPは活動電位再分極相でパルス光刺激を受けた場合に最も延長した。また、ERP延長効果は光刺激のパルス幅に依存した。一方で一定値以上の光強度はERP延長に追加効果を与えなかった。パルス光刺激による光除細動はAPDの延長を伴って実施された。今後、照射時相ごとの心房細動停止効果を確認する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

光除細動の実験系を確立しているが、照射時相をコントロールする方法に難渋している。

Strategy for Future Research Activity

不整脈発症時の活動電位波形を単極誘導による心電図で取得する方法を模索する。

Causes of Carryover

実験系の確立が実験室内の器具で整ったことから、令和５年度への予算繰越とした。
令和５年度に既存実験器具に用いる研究試薬の購入を行う。