持続性心房細動における心房内異常電位の成因と機序の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461055
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 村越 伸行 筑波大学, 医学医療系, 講師 (80447218)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青沼 和隆 筑波大学, 医学医療系, 教授 (10375488) ; 五十嵐 都 筑波大学, 医学医療系, 講師 (20633126)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 臨床心臓学 / 不整脈 / 心房細動

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、持続性心房細動において難治性の指標であり、局所アブレーションのターゲットである心房内異常電位（連続性分裂電位）に着目し、その成因・機序を電気生理学的・病理学的に明らかにすることを第一の目的とする。複数のモデルで時系列変化を調べることで連続性分裂電位が心房細動の持続性・難治性にどのように関与しているのかを明らかにし、持続性心房細動における病態生理学的意義を明らかにする。さらに心房細動に対してどのような治療が望ましいのかを連続性分裂電位を指標に明らかにし、持続性心房細動の治療成績の向上、あるいは予防的治療への応用を目指す。
ラットから初代心房筋細胞を採取し、心房筋培養細胞と線維芽細胞を平面電極上に混合培養し、48時間、100～200Hzの心筋ペーシングを行った。対照群はペーシングせず通常の培養を行った。活動電位持続時間、局所電位、興奮伝播様式を記録し、ペーシング有無による電位の違いを評価した。同様に、心筋・線維芽細胞混合培養細胞に膜電位感受性蛍光色素を添加し、高速イメージングシステムで興奮伝播様式を可視的に解析し、ペーシングあり・なしの相違を評価した。また免疫染色によりgap junctionの発現を評価した。
野生型マウス、左冠動脈結紮による心筋梗塞モデルマウスを用いて、頸静脈的に1.2French多電極カテーテルを右心房に挿入し、電気生理検査および心房細動誘発を行い、不応期計測、心房細動誘発性・持続性の評価法を確立した。また、テレメトリー心電計での不整脈評価法を確立した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

心房筋細胞と線維芽細胞の混合培養系で記録された電位の中で、連続性分裂電位に近い波形は認められるものの、高い再現性が得られず、連続性分裂電位と同定しうる十分な確証が得られなかったため、引き続き電位解析を行うとともに、混合比率、培養法、負荷の方法など、培養実験系の検討が必要である。異常電位を呈する部位および正常電位を呈する部位を回収し、遺伝子発現を網羅的に解析し、連続性分裂電位を呈する分子学的機序を明らかにする予定だったが、培養系および異常電位の同定法の確立が十分でなかったため、マイクロアレイによる解析は行わなかった。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度は初代心房筋細胞と線維芽細胞の混合培養系の確立に加え、HL-1細胞の培養系も使用する。活動電位持続時間、局所電位、興奮伝播様式を多点電極記録システムと心房内異常電位自動判定システムで同時に記録し、異常電位（連続性分裂電位）を同定する。長時間心房筋ペーシング後の心房筋線維芽混合培養の異常電位を呈する部位および正常電位を呈する部位を回収しRNAを抽出し、マイクロアレイで遺伝子発現を網羅的に解析する。
さまざまな心房細動モデルマウスを用いて、心房組織切片、ランゲンドルフ潅流心、あるいはin vivoにおいて、多点平面電極システム、高速イメージング、心房内異常電位自動判定システム、およびテレメトリー心電計を併用し、活動電位持続時間、局所電位、興奮伝播様式を記録し、心房内異常電位（連続性分裂電位）を同定する。

Causes of Carryover

心房細動モデルマウスを用いた実験は予定より早く進めることができたものの、細胞培養を用いた実験はやや遅れが生じ、マイクロアレイなどの分子学的解析を行わなかった分、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

主に、リアルタイムPCR、マイクロアレイ、免疫染色などの分子学的解析のための物品費として使用する予定である。