2012 Fiscal Year Research-status Report
肺静脈心筋における細胞内カルシウムイオン誘発性自動能の発生機序解明
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24590334
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
田中 光 東邦大学, 薬学部, 教授 (40236617)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 肺静脈心筋 / 活動電位 / 細胞内カルシウム / 筋小胞体 / 心房細動 |
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| Research Abstract |
近年、心房細動の原因の大半が肺静脈内に局在する心筋組織の異所性自動能であることが判明した。本研究では、肺静脈心筋のカルシウム誘発性自発活動が顕在化する機序を解明し、心房細動治療薬開発への基盤を構築することを目標とする。本年度は肺静脈心筋で細胞内カルシウム誘発性自発活動が顕在化する機序の解明を目指した。主にモルモットを用いてまず細胞内へのカルシウム流入経路を検討した。摘出心筋組織標本にガラス微小電極法を適用し、肺静脈心筋の自発的活動電位波形を観測しながらカルシウム流入を増減させる処置の影響を観測した。L型カルシウムチャネル遮断薬のnifedipine、T型カルシウムチャネル遮断薬のR(-)-efonidipine、CaV1.3カルシウムチャネルを遮断するS(+)-efonidipine、strecth-activated channel遮断薬のstreptomyciにより、いずれも電気活動の発生頻度や持続時間の減少がみられた。次に細胞内カルシウム制御機構を検討した。単離肺静脈心筋細胞に共焦点顕微鏡による高速蛍光カルシウムイメージング法を適用し、小胞体機能を肺静脈心筋と心房筋・心室筋とで比較した。筋小胞体からの単位放出であるカルシウムスパーク、カルシウム放出チャネルの協調的開口を反映するカルシウムウェーブの発生頻度は心房筋よりも肺静脈心筋で多い傾向が見られた。さらに再分極力について検討した。組織標本の活動電位波形に対して各種カリウムチャネル電流作用薬の与える影響や単離細胞の電流解析を行った結果、肺静脈心筋では内向き整流性カリウムチャネルの電流密度が心房筋に比べて少なく、これが原因でカルシウムスパークやカルシウムウェーブの発生頻度が高まり、自発活動が誘発されていることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は肺静脈心筋のカルシウム誘発性自発活動が顕在化する機序を解明し、心房細動治療薬開発への基盤を構築することを目的としている。本年は肺静脈心筋では再分極力が弱いために筋小胞体からのカルシウム放出による自発活動が顕在化し得るという理解が得られ、新規心房細動治療薬開発の治療標的として細胞膜イオンチャネルに加えて、ナトリウムカルシウム交換機構阻害薬や筋小胞体作用薬の有用性が示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は肺静脈心筋でカルシウム誘発性自動能が顕在化する機序を確定させるとともに、洞房結節自動能との比較を行う。肺静脈心筋組織標本及び単離細胞にカルシウム感受性蛍光プローブを導入して活動電位と細胞内カルシウム濃度変化を計測し、薬理学的手法と組み合わせた詳細な検討により肺静脈心筋自動能の発生機序を確定させる。
また、肺静脈心筋おける各種ナトリウムチャネル、カルシウムチャネル、カリウムチャネル、筋小胞体カルシウムポンプ等の機能を確認し、これまでの検討で得られた自動能の発生機序に関する理解を確定させる。モルモット中心に進めてきた研究をウサギ、ラット、マウス等他の動物種でも行い、遺伝子改変動物も含めた各種病態モデル心筋導入への基礎をつくる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
これまで同様に肺静脈心筋を用いた電気生理学的実験、薬理学的実験、蛍光イメージング実験に必要な試薬や器具などの消耗品を購入する。動物に関してはこれまで主に用いてきたモルモットに加え、ラットやマウスも用い、各種病態モデルの作成も行うため、動物購入・飼育のための費用が必要となる。
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