ラット肺静脈心筋細胞における新規Cl-チャネルの多層階生理機能研究

• 研究課題/領域番号: 17K15554
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 岡本 洋介 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (50758224)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 肺静脈 / Clチャネル / 細胞生理学的数理モデル / 種差 / 自動能 / 心房細動 / Cl-チャネル / イオンチャネル / 生理学 / 不整脈

研究成果の概要

本研究の目的はラットの肺静脈心筋における過分極活性型Cl-電流の心房細動への関与を多角的に検討することである．以前，申請者はラットの肺静脈で不整脈を促進するようなCl-電流を記録しており，今回，このCl-電流の分子実態を同定することに成功した（Okamoto, 2019）．学外共同研究により，ラット肺静脈において持続性不整脈が発生する現象を，コンピューター上で再現することに成功した（Umehara, 2019）．ラット以外のモルモットやウサギの肺静脈においても過分極活性化電流を計測したところ，それぞれが異なる電気生理学的性質を示した（Takagi, 2020）．

研究成果の学術的意義や社会的意義

肺静脈は心房細動という極めて患者数の多い不整脈の発生源であり，ここで発生する不整脈の分子機構の一部を解明したことは，基礎研究を臨床へ橋渡ししてくための突破口としての学術的意義がある．ただし，不整脈が発生する根本的な仕組みは哺乳類であれば種に依らず一貫しているようだが，過分極活性化電流の関わり方には種差が存在する．今後，研究成果を社会に還元してくためにはヒト心房細動患者サンプルを用いたより精緻な研究が必要だと考えられた．

研究成果

• [雑誌論文] Comparative study of hyperpolarization-activated currents in pulmonary vein cardiomyocytes isolated from rat, guinea pig, and rabbit. (2020)
  • 著者名/発表者名: Daichi Takagi, Yosuke Okamoto, Takayoshi Ohba, Hiroshi Yamamoto, Kyoichi Ono
  • 雑誌名: The Jornal of Physiological Science 巻: 70(1) 号: 1 ページ: 6-6
  • DOI: 10.1186/s12576-020-00736-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular identification of HSPA8 as an accessory protein of a hyperpolarization-activated chloride channel from rat pulmonary vein cardiomyocytes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Okamoto, Yoshinobu Nagasawa, Yutaro Obara, Kuniaki Ishii, Daichi Takagi, Kyoichi Ono
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 294(44) 号: 44 ページ: 16049-16061
  • DOI: 10.1074/jbc.ra119.007416
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanisms Underlying Spontaneous Action Potential Generation Induced by Catecholamine in Pulmonary Vein Cardiomyocytes: A Simulation Study (2019)
  • 著者名/発表者名: Umehara S, Tan X, Okamoto Y, Ono K, Noma A, Amano A, Himeno Y.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 20(12) 号: 12 ページ: 2913-2913
  • DOI: 10.3390/ijms20122913
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ERK5 Phosphorylates Kv4.2 and Inhibits Inactivation of the A-Type Current in PC12 Cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yurina Kashino, Yutaro Obara, Yosuke Okamoto, Takeo Saneyoshi, Yasunori Hayashi, Kuniaki Ishii.
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 19(7) 号: 7 ページ: 2008-2008
  • DOI: 10.3390/ijms19072008
  • NAID: 120006559401
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mammalian γ2 AMPK regulates intrinsic heart rate (2017)
  • 著者名/発表者名: Arash Yavari, Mohamed Bellahcene, Annalisa Bucchi, Syevda Sirenko, Katalin Pinter, Neil Herring, Julia J. Jung, Kirill V. Tarasov, Emily J. Sharpe, Markus Wolfien, Gabor Czibik, Violetta Steeples, Sahar Ghaffari, Chinh Nguyen, Alexander Stockenhuber, Joshua R. St. Clair, Christian Rimmbach, Yosuke Okamoto 他46名
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 1258-1258
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01342-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 肺静脈心筋細胞における不整脈トリガーの分子機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡本 洋介，永澤 悦伸，ナイン イエイ アウン，姫野 友紀子，野間 昭典，天野 晃，高木 大地，石井 邦明，尾野 恭一
  • 学会等名: 第97回生理学会大会
• [学会発表] Species difference of the hyperpolarized-activated current in pulmonary vein cardiomyocytes (2019)
  • 著者名/発表者名: Daichi, Takagi., Yosuke, Okamoto., Takayoshi Ohba., Hiroshi, Yamamoto., Kyoichi, Ono.
  • 学会等名: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Pilocarpine but not Ach permeate the mouse footpads and induce perspiration, sedation and arrhythmia (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinichi, Sato., Yosuke, Okamoto., Kyoichi, Ono.
  • 学会等名: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular architecture of catecholamine-induced arrhythmogenicity in rat pulmonary vein (2019)
  • 著者名/発表者名: Yosuke, Okamoto., Naing, Ye Aung., Yoshinobu, Nagasawa., Daichi, Takagi., Kyoichi, Ono.
  • 学会等名: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
  • 国際学会
• [学会発表] An anti-arrhythmic force of leak current enhancement on manufactured atrial fibrillation in ra (2019)
  • 著者名/発表者名: Kako, Andoh., Yoriko, Katoh., Yosuke, Okamoto., Yui, Takahashi., Daichi, Takagi., Kyoichi, Ono.
  • 学会等名: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
  • 国際学会
• [学会発表] The Antiarrhythmic Force of Leak Current Enhancement in Atrial Arrhythmia Model of Rat (2019)
  • 著者名/発表者名: Yosuke, Okamoto.
  • 学会等名: 第66回日本不整脈心電学会
• [学会発表] 「肺静脈心筋細胞(PVC)モデル」ー肺静脈心筋細胞(PVC)モデルによる異所性自動能発生機序の理論的考察ー (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本洋介, 梅原象平, Xiaiqui Tan, 姫野友紀子, 尾野恭一, 野間昭典, 天野晃
  • 学会等名: 第7回e-Heart シンポジウム「立命館大学バイオシミュレーション研究センターにおけるシミュレーション教育・研究10年の成果」
• [学会発表] ラット心房細動モデルにおけるミトコンドリア-筋小胞体連関のリモデリング (2019)
  • 著者名/発表者名: 竹市光希, 岡本洋介, 小山崇, 高木大地, 尾野恭ー
  • 学会等名: 第14回トランスポーター研究会年会
• [学会発表] 「肺静脈心筋細胞(PVC)モデル」ー肺静脈心筋細胞(PVC)モデルによる異所性自動能発生機序の理論的考察ー (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本 洋介，梅原 象平，Xiaiqui Tan ，姫野 友紀子，尾野 恭一，野間 昭典，天野 晃
  • 学会等名: 第7回e-Heart シンポジウム 「立命館大学バイオシミュレーション研究センターにおけるシミュレーション教育・研究10年の成果」
• [学会発表] Species difference of the hyperpolarized-activated current in pulmonary vein cardiomyocytes (2019)
  • 著者名/発表者名: Daichi Takagi, Yosuke Okamoto, Takayoshi Ohba, Hiroshi Yamamoto, Kyoichi Ono
  • 学会等名: 第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会 （The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress）
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular architecture of catecholamine-induced arrhythmogenicity in rat pulmonary vein (2019)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Okamoto, Naing Ye Aung, Yoshinobu Nagasawa, Daichi Takagi, Kyoichi Ono
  • 学会等名: 第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会 （The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress）
  • 国際学会
• [学会発表] An anti-arrhythmic force of leak current enhancement on manufactured atrial fibrillation in rat (2019)
  • 著者名/発表者名: Kako Andoh, Yoriko Katoh, Yosuke Okamoto, Yui Takahashi, Daichi Takagi, Kyoichi Ono
  • 学会等名: 第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会 （The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress）
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular Sources of Arrhythmogenicity in Pulmonary Vein Cardiomyocytes (2018)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Okamoto, Naing Ye Aung, Masahiro Tanaka, Yutaro Obara, Kuniaki Ishii, Mitsunori Yamakawa, Daichi Takagi, Kyoichi Ono.
  • 学会等名: 第 65 回 日本不整脈心電学会
• [学会発表] 肺静脈心筋細胞の潜在的自動能に関与する過分極活性化電流の種差 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高木 大地，岡本 洋介，大場 貴喜，尾野 恭一
  • 学会等名: 第50回東北生理談話会
• [学会発表] ラット肺静脈心筋細胞におけるカテコラミン誘発性自動能の分子基盤 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本 洋介，ナイン イエイ アウン，永澤 善伸，高木 大地，尾野 恭一
  • 学会等名: 第28回日本循環薬理学会
• [学会発表] 肺静脈心筋の細胞生理と心房細動治療の新規標的分子 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本 洋介，高木 大地，尾野 恭一
  • 学会等名: 第1回トランスポーター研究会 北部会
  • 招待講演
• [学会発表] ラット心房細動モデルにおけるリーク電流活性化剤の抗不整脈効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本 洋介，安藤 賀子，加藤 和子，高橋 優維，高木 大地，尾野 恭一
  • 学会等名: 生理学研究所 研究会「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」
• [学会発表] 異所性自動能の新しい分子基盤 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本 洋介
  • 学会等名: 生理学研究会「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」