心臓バイオペースメーカーの基礎的研究-遺伝子導入によるペースメーカー細胞の作成-

• 研究課題/領域番号: 16590672
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 循環器内科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 因田 恭也 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (10359747)
• 研究分担者: 室原 豊明 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90299503) ; 近藤 隆久 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (00303644) ; 高田 康信 名古屋大学, 医学部附属病院, 助手 (80378067)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: ペースメーカー細胞 / イオンチャンネル / 遺伝子治療

研究概要

徐脈性不整脈に対する治療は、現在のところ一般的に体内式ペースメーカー移植術が行われている。しかしながらQOLや医療費、電池寿命などの問題点も存在する。そのため徐脈性不整脈に対する再生医療として、自動能を持つ心筋細胞の作成あるいは遺伝子導入によりその能力を獲得させることが試みられている。洞結節細胞が自動能を有しているのは、内向き整流カリウムチャンネルが欠如しさらに過分極誘発内向き電流チャンネルが存在していることにより、第4相拡張期脱分極が起こるためである。この過分極誘発内向き電流チャンネルは、HCN遺伝子ファミリーによって規定されており、このHCN遺伝子ファミリーのなかのHCN2およびHCN4遺伝子の抽出が必要である。
われわれは老化モデルであるKlotho遺伝子変異マウスを用いて徐脈性不整脈の検討をおこなったところ、Klotho遺伝子が正常なpacemaker細胞機能に必要であることが判明した。
われわれは、ヒト心臓cDNAからPCRを用いた手法により得られたHCN4全長配列を発現プラスミドpcDMA3.1に挿入した。全長配列を確認後、ヒト腎臓細胞を用いた蛋白発現確認をウェスタンブロット法にて行った。得られた遺伝子を用いた組換えアデノウイルスを作成するため、コスミドベクターpAxCAwtit2への組替えを行った。
さらにわれわれは臨床的に、ヒト心臓内の洞結節細胞以外にも自動能を示す領域が深在することが、カテーテルアブレーションの手法により証明できており、自動能を有する細胞を心筋内に導入することによる徐脈性不整脈治療の可能性を示唆するものである。
以上より、アデノウイルスベクターを作成しHCN4遺伝子の心筋細胞への導入を行うことにより、心筋を緩徐脱分極させるバイオペースメーカー細胞の作成の可能性がある。そのためには、in vivoでのより効率的な心筋への遺伝子導入法を検討し、その臨床応用の可能性を築くことが必要である。

研究成果

• [雑誌論文] Computerized three-dimensional potential mapping with a multielectrode basket catheter can be useful for pulmonary vein electrical disconnection (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamada T
  • 雑誌名: Interv Card Electrophysiol 12・1 ページ: 23-33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Computerized three-dimensional potential mapping with a multielectrode basket catheter can be useful for pulmonary vein electrical disconnection. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Murakami Y, Muto M, Okada T, Okamoto M, Shimizu T, Toyama J, Yoshida Y, Tsuboi N, Ito T, Kondo T, Inden Y, Hirai M, Murohara T.
  • 雑誌名: J Interv Card Electrophysiol. 12(1) ページ: 23-33
  • NAID: 10012840692
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Use of an artificial neural network to localize accessory pathways of Wolff-Parkinson-White syndrome with12-lead electrocardiogram (2005)
  • 著者名/発表者名: Huang D
  • 雑誌名: Med Inform Internet Med 30・4 ページ: 277-286
• [雑誌論文] Increased expression of plasminogen activator inhibitor-1 in cardiomyocytes contributes to cardiac fibrosis after myocardial infarction (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K
  • 雑誌名: Am J Pathol. 164・2 ページ: 449-56
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of the amino acid residues of the platelet glycoprotein Ib (GPIb) essential for the von Willebrand factor binding by clustered charged-to-alanine scanning mutagenesis (2004)
  • 著者名/発表者名: Shimizu A
  • 雑誌名: J Biol Chem 279・16 ページ: 16285-94
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Sinoatrial node dysfunction and early unexpected death of mice with a defect of klotho gene expression (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K
  • 雑誌名: Circulation 109・14 ページ: 1776-82
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Smoking cessation rapidly increases circulating progenitor cells in peripheral blood in chronic smokers (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo T
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol 24・8 ページ: 1442-7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Electrophysiologic characteristics of atrial tachycardia orginating the right atrium : from the right pulmonary veins or posterior rigt artrium : double potentials obtained from the posterior wall of the right atrium can be useful to predict foci of atrial tachycardia in right pulmonary veins or posterior right atrium (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamada T
  • 雑誌名: J Cardiovasc Electrophysiol. 15・7 ページ: 745-51
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Increased expression of plasminogen activator inhibitor-1 in cardiomyocytes contributes to cardiac fibrosis after myocardial infarction. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K, Hayashi M, Iino S, Kondo T, Inden Y, Iwase M, Kojima T, Hirai M, Ito M, Loskutoff DJ, Saito H, Murohara T, Yamamoto K.
  • 雑誌名: Am J Pathol. 164(2) ページ: 449-456
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of the amino acid residues of the platelet glycoprotein Ib (GPIb) essential for the von Willebrand factor binding by clustered charged-to-alanine scanning mutagenesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shimizu A, Matsushita T, Kondo T, Inden Y, Kojima T, Saito H, Hirai M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 279(16) ページ: 16285-16294
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Sinoatrial node dysfunction and early unexpected death of mice with a defect of klotho gene expression. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K, Fujimori T, Kurotaki Y, Honjo H, Tsujikawa H, Yasui K, Lee JK, Kamiya.K, Kitaichi K, Yamamoto K, Ito M, Kondo T, Iino S, Inden Y, Hirai M, Murohara T, Kodama I, Nabeshima Y.
  • 雑誌名: Circulation. 109(14) ページ: 1776-1782
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Smoking cessation rapidly increases circulating progenitor cells in peripheral blood in chronic smokers. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo T, Hayashi M, Takeshita K, Numaguchi Y, Kobayashi K, Iino S, Inden Y, Murohara T.
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vase Biol. 24(8) ページ: 1442-1447
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electrophysiologic characteristics of atrial tachycardia originating from the right pulmonary veins or posterior right atrium : double potentials obtained from the posterior wall of the right atrium can be useful to predict foci of atrial tachycardia in right pulmonary veins or posterior right atrium. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Murakami Y, Muto M, Okada T, Okamoto M, Toyama J, Yoshida Y, Tsuboi N, Ito T, Kondo T, Inden Y, Hirai M, Murohara T.
  • 雑誌名: J Cardiovasc Electrophysiol. 15(7) ページ: 745-751
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より