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遺伝性致死性不整脈におけるトリガー発生機序の解明とin silico予測

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0194
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 複雑系疾病論
研究機関金沢医科大学 (2018)
大阪大学 (2016-2017)

研究代表者

津元 国親  金沢医科大学, 医学部, 准教授 (70353331)

研究分担者 倉智 嘉久  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (30142011)
芦原 貴司  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (80396259)
研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード生理学 / 循環器・高血圧 / 細胞・組織 / 生物物理 / 興奮伝播 / 心筋細胞 / 活動電位 / ソフトコンピューティング
研究成果の概要

QT延長症候群や心不全、Brugada症候群などで不整脈が発生する際、発症の引き金となるトリガー応答が発生する。心筋細胞の活動電位2相から3相にかけて生じる一過性の脱分極(早期後脱分極)や、活動電位の短縮に引き続き短い連結期で再び興奮を引き起こすPhase-2リエントリー(P2R)は、不整脈トリガーの典型例である。P2Rは、心筋細胞のNaチャネル発現の細胞体側面膜からの選択的な減少と心臓組織内でのNaチャネルの空間的な発現差の組み合わせによって発生することを明らかにした。さらに、活動電位の過剰な延長に伴うL型Caチャネル電流の再活性化が、早期後脱分極の発生に寄与することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

心室頻拍や心室細動といった心室性不整脈は、突然死をもたらす。これらの致死性不整脈の発生に先行して、発症のきっかけとなる応答(トリガー)が発生する。このトリガーの発生を予測し、抑止できれば、心臓突然死の危険性を低減できる。本研究では、不整脈トリガーの発生機序を解明し、新たな不整脈発生予測法の開発に資する重要な成果を得た。本成果は、致死性不整脈の誘発制御理論の確立に向けた礎となる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 10件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Facilitation of IKr current by some hERG channel blockers suppresses early afterdepolarizations2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuharu Furutani, Kunichika Tsumoto, I-Shan Chen, Kenichiro Handa, Yuko Yamakawa, Jon Sack, Yoshihisa Kurachi.
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology

      巻: 151 号: 2 ページ: 214-230

    • DOI

      10.1085/jgp.201812192

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Integrative and theoretical research on the architecture of a biological system and its disorder2019

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Uchida, Yoshiyuki Asai, Yoshiaki Kariya, Kunichika Tsumoto, Hiroshi Hibino, Masashi Honma, Takeshi Abe, Fumiaki Nin, Yasutaka Kurata, Kazuharu Furutani, Hiroshi Suzuki, Hiroaki Kitano, Ryuji Inoue, Yoshihisa Kurachi
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 69 号: 3 ページ: 443-451

    • DOI

      10.1007/s12576-019-00667-8

    • NAID

      40021874158

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synchronous firing frequency dependence in unidirectional coupled neuronal networks with chemical synapses2019

    • 著者名/発表者名
      Eri Ioka, Kunichika Tsumoto, Hiroyuki Kitajima
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Integrative Approach with Electrophysiological and Theoretical Methods Reveals a New Role of S4 Positively Charged Residues in PKD2L1 Channel Voltage-Sensing2017

    • 著者名/発表者名
      Numata Tomohiro、Tsumoto Kunichika、Yamada Kazunori、Kurokawa Tatsuki、Hirose Shinichi、Nomura Hideki、Kawano Mitsuhiro、Kurachi Yoshihisa、Inoue Ryuji、Mori Yasuo
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 9760-9760

    • DOI

      10.1038/s41598-017-10357-3

    • NAID

      120006364088

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hysteretic Dynamics of Multi-Stable Early Afterdepolarisations with Repolarisation Reserve Attenuation: A Potential Dynamical Mechanism for Cardiac Arrhythmias2017

    • 著者名/発表者名
      Tsumoto Kunichika、Kurata Yasutaka、Furutani Kazuharu、Kurachi Yoshihisa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 10771-10771

    • DOI

      10.1038/s41598-017-11355-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HD Physiology Project -Japanese Efforts to Promote Multilevel Integrative Systems Biology and Physiome Research-.2017

    • 著者名/発表者名
      Furutani K, Tsumoto K, Kurachi Y.
    • 雑誌名

      npj Systems Biology and Applications

      巻: 3 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1038/s41540-016-0001-0

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamical mechanisms of phase-2 early afterdepolarizations in human ventricular myocytes: insights from bifurcation analyses of two mathematical models2017

    • 著者名/発表者名
      Kurata Y, Tsumoto K, Hayashi K, Hisatome I, Tanida M, Kuda Y, Shibamoto T
    • 雑誌名

      Am J Physiol Heart Circ Physiol

      巻: 312 号: 1 ページ: H106-H127

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00115.2016

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Reflected conduction caused by subcellular sodium channel redistributions.2019

    • 著者名/発表者名
      Kunichika Tsumoto, Takashi Ashihara, Yasutaka Kurata, Yoshihisa Kurachi.
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies (FAOPS) congress in conjunction with The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamical mechanisms of phase-2 early afterdepolarizations in human ventricular myocyte models.2019

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kurata, Kunichika Tsumoto, Mamoru Tanida, Yuichi Kuda, Ichiro Hisatome.
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies (FAOPS) congress in conjunction with The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NifekalantによるhERGチャネルファシリテーション作用モデリング.2019

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 古谷和春, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dynamical mechanism of multi-stable early afterdepolarizations in a ventricular myocyte elicited by administration of class III antiarrhythmic agents: in silico study.2018

    • 著者名/発表者名
      Kunichika Tsumoto, Yasutaka Kurata, Kazuharu Furutani, Yoshihisa Kurachi
    • 学会等名
      the 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology (WCP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Facilitation of cardiac hERG channels by blockers: a mechanism predicted to reduce proarrhythmic side effects of Class III antiarrhythmic drugs.2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuharu Furutani, Kunichika Tsumoto, Jon T Sack, Yoshihisa Kurachi
    • 学会等名
      the 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology (WCP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] hERG Facilitation is a Proposed Drug Mechanism to Improve the Safety of the Patients Taking hERG Blockers.2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuharu Furutani, Kunichika Tsumoto, Jon T. Sack, Yoshihisa Kurachi
    • 学会等名
      American Heart Asocciation, Scientific Sessions 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 第III群抗不整脈薬によるイオンチャネル阻害作用と促進作用:hERGチャネルモデリング.2018

    • 著者名/発表者名
      津元国親,古谷和春,倉智嘉久.
    • 学会等名
      第133回日本薬理学会近畿部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Bifurcation analysis of early afterdepolarizations observed in a human ventricular myocyte model.2018

    • 著者名/発表者名
      Kunichika Tsumoto, Yasutaka Kurata, Kazuharu Furutani, Yoshihisa Kurachi.
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cellular mechanisms underlying anisotropic conduction in ventricle: insights from computational models.2018

    • 著者名/発表者名
      Kunichika Tsumoto, Narumi Naito, Takashi Ashihara, Akira Amano, Yoshihisa Kurachi.
    • 学会等名
      the 65th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society (JHRS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Distinct dynamical mechanisms underlying the initiation of phase-2 early afterdepolarizations in a human ventricular myocyte model: insights from bifurcation analysis.2018

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kurata, Kunichika Tsumoto, Kenshi Hayashi, Ichiro Hisatome.
    • 学会等名
      the 65th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society (JHRS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] QT延長症候群の心室筋における早期後脱分極の発生機序:ヒト心室筋細胞モデルによる非線形力学的解析.2018

    • 著者名/発表者名
      倉田康孝, 津元国親.
    • 学会等名
      生理学研究所 研究会2018「心臓・血管系の頑健性と精緻な制御を支える分子基盤の統合的解明」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A role of subcellular sodium channel localizations in phase-2 reentry developments in Brugada syndrome: in silico study.2018

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第82回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Facilitation by hERG channel blockers suppresses early afterdepolarization of simulated cardiac action potentials.2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuharu Furutani, Kunichika Tsumoto, Jon T. Sack, Yoshihisa Kurachi.
    • 学会等名
      the Biophysical Society 62nd Annual Meeting (BPS2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reflected conduction attributed to sodium channel distribution within cardiomyocytes: a possible mechanism of ventricular fibrillation induction in Brugada syndrome.2018

    • 著者名/発表者名
      Kunichika Tsumoto, Yoshihisa Kurachi.
    • 学会等名
      the Biophysical Society 62nd Annual Meeting (BPS2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 心臓電気生理学的システムにおけるロバストネスと脆弱性:力学系理論の観点から.2018

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉田康孝, 古谷和春, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト心室筋細胞モデルにおける早期後脱分極発現の非線形力学的機序.2018

    • 著者名/発表者名
      倉田康孝, 津元国親, 久留一郎, 谷田守, 九田裕一, 芝本利重.
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] QT延長症候群のヒト心室筋細胞モデルにおける早期後脱分極発現の非線形力学的機序:モデル依存性の解析2017

    • 著者名/発表者名
      倉田康孝, 津元国親, 久留一郎, 谷田守, 九田裕一, 芝本利重.
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松 (浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 心筋細胞形態や組織構築構造と興奮伝播速度の関係性に関する理論的考察2017

    • 著者名/発表者名
      内藤成美, 津元国親, 倉智嘉久, 天野晃.
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松 (浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 心臓興奮伝導における生理学的および病態生理学的モデリング研究2017

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松 (浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 薬物誘発性不整脈発症の誘因としての早期後脱分極の動的生成機序2017

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉田康孝, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール・長崎新聞文化ホールアストピア(長崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-stability in early afterdepolarizations as a potential mechanism that triggers life-threatening arrhythmias in human ventricle.2017

    • 著者名/発表者名
      Kunichika Tsumoto, Yasutaka Kurata, Yoshihisa Kurachi.
    • 学会等名
      The Joint Meeting of the 10th Asia Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS 2017) and the 64th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society(JHRS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamical mechanisms of early afterdepolarizations in human ventricular myocytes: novel insights from stability and bifurcation analyses of a mathematical model.2017

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kurata, Kunichika Tsumoto, Kenshi Hayashi, Ichiro Hisatome.
    • 学会等名
      The Joint Meeting of the 10th Asia Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS 2017) and the 64th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society (JHRS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 心筋細胞モデルにみられた早期後脱分極の多重安定状態:不整脈トリガーとの関連において.2017

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉田康孝, 古谷和春, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      生理学研究所 研究会2017「心臓・血管系の頑健性と精緻な制御を支える分子基盤の統合的解明」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] hERGチャネル阻害薬の心室筋活動電位への影響:心室性不整脈のトリガードアクティビティーとの関連において.2017

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉田康孝, 古谷和春, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第132回日本薬理学会近畿部会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多重安定な心筋トリガードアクティビティーの発生:不整脈誘発との関連において.2017

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉田康孝, 古谷和春, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第27回日本循環薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 抗不整脈薬のhERGチャネル阻害作用とファシリテーション作用:分子機序と不整脈治療における意義.2016

    • 著者名/発表者名
      古谷和春, 津元国親, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第26回日本循環薬理学会年会
    • 発表場所
      信州大学(松本市)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Abnormal cardiac conduction in acquired heart disease: a simulation study.2016

    • 著者名/発表者名
      Kunichika Tsumoto, Yoshihisa Kurachi.
    • 学会等名
      2016 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      ニューウェルシティ湯河原(熱海市)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 薬物誘発性不整脈トリガーとしての早期後脱分極の動的発生機序の解析.2016

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉田康孝, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第130回日本薬理学会近畿部会
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 心室筋細胞モデルにみられる早期後脱分極の双安定性機序の分岐解析.2016

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉田康孝, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      第109回日本生理学会近畿生理談話会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪市)
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 心室性不整脈トリガーとしての早期後脱分極の動的生成機序の解析.2016

    • 著者名/発表者名
      津元国親, 倉田康孝, 倉智嘉久.
    • 学会等名
      生理学研究所 研究会2016「心臓・血管系の包括的な機能統合研究」
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院医学研究科薬理学講座/分子・細胞薬理学教室

    • URL

      http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/pharma2/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 実験-数理科学の融合により環境感知分子TRPチャネルの電気応答の仕組みの一端を解明

    • URL

      https://www.fukuoka-u.ac.jp/press/17/08/31132121.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院医学系研究科薬理学講座/分子・細胞薬理学教室

    • URL

      http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/pharma2/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-07-20   更新日: 2023-03-08  

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