| 研究課題/領域番号 |
10480240
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
医用生体工学・生体材料学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
河原 剛一 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (20125397)
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| 研究分担者 |
高橋 英嗣 山形大学, 医学部, 助教授 (30206792)
山内 芳子 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (50230313)
中村 孝夫 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (00142654)
米山 満 三菱化学株式会社, 横浜総合研究所, 主任研究員
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1998年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
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| キーワード | 虚血 / 再灌流 / 心筋細胞 / 拍動リズム / 細胞死 |
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| 研究概要 |
冠動脈の閉塞に基づく心虚血によって、心筋細胞に対する酸素およびエネルギー基質の供給が低下し、さらに心筋代謝産物の貯留による細胞内環境の変化の結果、心筋細胞は死滅する。虚血による心筋細胞の不可逆的傷害機構を明らかにすることは、臨床的にも病態生理学的にも重要な課題である。従来病理学的には典型的なネクローシスと考えられてきた虚血性心疾患時における心筋細胞死に、能動的細胞死であるアポトーシスが関与していることが心筋梗塞患者の剖検心や虚血・再灌流動物実験モデルにおいて明らかにされてきた。本研究は、虚血・再灌流時における心臓拍動リズムのダイナミクスの変化と心筋細胞死との関連を解析することから、虚血性心疾患に伴う致死性不整脈の発生メカニズムを解明することを目的としている。本研究では、新生ラット心筋細胞の培養系および成ラット・ランゲンドルフ灌流心を実験対象とし、虚血・再灌流に伴う心筋細胞拍動リズムの変化とアポトーシスの誘導機構に関する研究を実施した。その研究成果は、以下の3点にまとめられる。
1.新生ラット心筋細胞の培養系において新規タンパク質の合成を阻害すると、心筋細胞の拍動リズムが不安定になり、その後拍動は停止した。拍動停止の後に、細胞体の縮小が起こり、クロマチンの凝縮や粒状断片化を伴ったアポトーシス様心筋細胞死が生じた。その細胞死は、カスパーゼー3の活性化を阻害することで抑制さされた。
2.新生ラット心筋細胞の培養系において、低酸素およびグルコース除去(in vitro ischemia)負荷を行った。負荷前には同期して安定な拍動をしていた心筋細胞群は、負荷により同期性を維持したまま拍動周期が延長し、やがて拍動が停止した。再び酸素とグルコースを加える(再灌流)ことによって、拍動リズムはほぼ負荷前の状態に回復した。
3.成ラット・ランゲンドルフ灌流心においてGlobal ischemiaを行うと、心臓の拍動周期は徐々に延長し、やがて停止した。再灌流によっては心室細動が生じる場合と、そのままほぼ虚血前の状態に回復する場合とがあった。そして前者の場合には、心筋細胞死とくにTUNEL-positiveであるアポトーシスの存在が推定された。
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