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力学的検討による心臓リモデリング機序と虚血耐性低下メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17500297
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 医用生体工学・生体材料学
研究機関北海道大学

研究代表者

内貴 猛  北海道大学, 大学院情報科学研究科, 助教授 (40241385)

研究分担者 河原 剛一  北海道大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (20125397)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードバイオメカニクス / 心不全 / 心肥大 / 心筋細胞 / 収縮性 / 収縮張力 / 微小管 / SHR / エナジェティクス / 細胞骨格 / 発生張力 / 発生応力
研究概要

心臓のリモデリングの発生とその後の虚血耐性低下にエネルギー代謝バランスの変化が関与しているのではないかと考え,本研究では心臓から単離した心筋細胞を用い,細胞レベルにおいて検討した.肥大による心筋細胞の力学的特性変化を評価するために,本研究では高血圧自然発症ラット(SHR)の心筋細胞が発生する張力を測定し,通常血圧のラット(WKY)心筋細胞の発生張力と比較した.その結果,SHR心筋細胞の発生する張力はWKYラット心筋細胞と同程度であることがわかった.また,イソプロテレノール濃度と電気刺激頻度,細胞外カルシウムイオン濃度を変化し,心筋細胞の収縮性を変化させてもその傾向は変わらないことがわかった.その後,心筋細胞に微小管重合を促進・安定化するパクリタキセルや微小管重合を阻害するコルヒチンを作用させ,微小管量と微小管ネットワークの発達度合を調整し,細胞収縮性を測定した.その結果,心筋細胞の短縮量は微小管量や微小管ネットワークの発達度合によらず一定であり,短縮速度と弛緩速度がそれらに応じて有意に変化することがわかった.これらの結果から,微小管の量の増加あるいはそのネットワークの発達により,細胞の弾性は変化せず,粘性が増加することが明らかになった.心筋細胞が肥大化することによりその短縮率は変化しないが短縮率速度が増加することから,微小管量あるいはそのネットワーク構造が細胞の大きさの増加に対して相対的に減少していることが示唆される.しかし,微小管量の調節による短縮速度や弛緩速度の変化は少なく,それが原因で細胞肥大が発生したとは考えられない.他の細胞骨格についても同様の検討を行う必要があることが明らかになった.

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2007 2005 その他

すべて 雑誌論文 (9件)

  • [雑誌論文] 心筋肥大症におけるバイオメカニクス2007

    • 著者名/発表者名
      内貴猛, 林あさこ, 水谷祐輔, 河原剛一
    • 雑誌名

      第19回バイオエンジニアリング講演会講演論文集 06-65

      ページ: 262-263

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 微小管量を変化させることによる肥大心筋細胞のエネルギ消費低減化の試み2007

    • 著者名/発表者名
      水谷祐輔, 内貴 猛, 河原剛一
    • 雑誌名

      生体医工学 第45巻特別号(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Proceedings of the 19th Bioengineering Conference2007

    • 著者名/発表者名
      T.Naiki, A.Hayashi, Y.Mizutani, K.Kawahara
    • 雑誌名

      06-65

      ページ: 262-263

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Contractile function in hypertrophied myocardial cells2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizutani, T.Naiki, K.Kawahara
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Federation for Medical and Biological Engineering 1(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Active tension in hypertrophied myocardial cells2005

    • 著者名/発表者名
      T.Naiki, Y.Mizutani, K.Kawahara
    • 雑誌名

      Proceedings of the Second Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics 1

      ページ: 102-102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 心筋細胞の交感神経活動変化に対する感受性におよぼす細胞肥大化の影響2005

    • 著者名/発表者名
      水谷祐輔, 内貴 猛, 河原剛一
    • 雑誌名

      生体医工学シンポジウム2005講演予稿集 1(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Contractile function in hypertrophied myocardial cells : Contractile force measurements in myocardial cells using carbon fibers2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizutani, T.Naiki, K.Kawahara
    • 雑誌名

      IFMBE proceedings 12(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of hypertrophy of myocardial cells on sensitivity against changes in sympathtic nervous tone2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizutani, T.Naiki, K.Kawahara
    • 雑誌名

      Proceedings of Symposium on Bio-Medical Engineering 2005 1(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Attempt to decrease energy utilization in hypertrophied cardiomyoctes by alterating microtubule polymerization

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizutani, T.Naiki, K.Kawahara
    • 雑誌名

      Proceedings of Bio-Medical Engineering (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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