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3次元スクロールフィラメント・キネティクス解明が導く新たな心室細動治療法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H02802
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山崎 正俊  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (30627328)

研究分担者 富井 直輝  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00803602)
佐久間 一郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50178597)
辻 幸臣  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 講師 (60432217)
本荘 晴朗  名古屋大学, 環境医学研究所, 准教授 (70262912)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード心室細動 / 3次元スクロール / フィラメント / VFストーム / スパイラル
研究成果の概要

VFを維持する3次元スクロール描画することでVF発生・維持の機序を解明することを目標に据え、新たな心筋焼灼手法を臨床応用するための技術基盤を構築する。VFが繰り返し発生し植え込み型除細動器が頻回作動するVFストーム家兎モデルを確立し、我々が考案した”位相分散解析”をVF中に実施したところ、心室中隔に投錨する安定した3次元スクロールを持続的に捉えることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

VT/VFを駆動する3次元スクロールの理論的研究は盛んであるが、生体心でフィラメントの可視化に成功しているのは申請者のみである。理論・計算科学的研究から、スクロールの中心に位置するフィラメントは興奮性の低下した心筋において弯曲・延長・分裂することが報告されている。興奮性が異なる2種類のVFモデルを使用することで、生体心のフィラメント・キネティクスを解明し、新たな切り口からアプローチする革新的治療法開発に役立つ新知見を提供することが可能である。3次元スクロールを電極データのみから予測するプログラムの完成は、本質的な治療法の存在しなかったVF患者に対する個別化治療の確立につながる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 12件、 招待講演 15件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Brown University/Cleveland clinic/University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Duisburg-Essen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite de Montreal/McGill University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] CNIC(スペイン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Brown University/Cleveland Clinic/University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Duisburg-Essen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite de Montreal/McGill University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CNIC(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Brown University/University of Michigan/The University of Oklahoma(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Duisburg-Essen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite de Montreal/McGill University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Cardiac macrophages prevent sudden death during heart stress.2021

    • 著者名/発表者名
      Sugita J, Fujiu K, Nakayama Y, Matsubara T, Matsuda J, Oshima T, Liu Y, Maru Y, Hasumi E, Kojima T, Seno H, Asano K, Ishijima A, Tomii N, Yamazaki M, Kudo F, Sakuma I, Nagai R, Manabe I, Komuro I.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 12(1) 号: 1 ページ: 1910-1910

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22178-0

    • 関連する報告書
      2020 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] Spatial phase discontinuity at the center of moving cardiac spiral waves2021

    • 著者名/発表者名
      Tomii Naoki、Yamazaki Masatoshi、Ashihara Takashi、Nakazawa Kazuo、Shibata Nitaro、Honjo Haruo、Sakuma Ichiro
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine

      巻: 130 ページ: 104217-104217

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2021.104217

    • 関連する報告書
      2020 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] Validation of Intraoperative Catheter Phase Mapping Using a Simultaneous Optical Measurement System in Rabbit Ventricular Myocardium2020

    • 著者名/発表者名
      Tomii N, Asano K, Seno H, Ashihara T, Sakuma I, Yamazaki
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 84 号: 4 ページ: 609-615

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-19-1020

    • NAID

      130007815573

    • ISSN
      1346-9843, 1347-4820
    • 年月日
      2020-03-25
    • 関連する報告書
      2019 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] Mechanism of electrical Defibrillation. Current states and future perspective.2020

    • 著者名/発表者名
      Shibata N, Inada S, Nakazawa K, Tomii N, Yamazaki M, Seno H, Honjo H, Sakuma I.
    • 雑誌名

      Adv Biomed Eng. 2020;9:125-137

      巻: 9 ページ: 125-137

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cardiac Spiral Wave Termination by Linear Regional Cooling toward Anatomical Boundary of Heart2020

    • 著者名/発表者名
      Seno H, Tomii N, Yamazaki M, Honjo H, Shibata N, Sakuma I
    • 雑誌名

      Journal of Medical and Biological Engineering

      巻: in press 号: 3 ページ: 400-408

    • DOI

      10.1007/s40846-020-00517-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 仮想電極分極現象を用いたSpiral Wave Reentry制御2019

    • 著者名/発表者名
      谷田部純弥、山﨑正俊、柴田仁太郎、富井直輝、佐久間一郎
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 57 号: 2-3 ページ: 49-57

    • DOI

      10.11239/jsmbe.57.49

    • NAID

      130007691681

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • 年月日
      2019-06-10
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atrial Infarction-induced Spontaneous Focal Discharges and Atrial Fibrillation in Sheep: Role of Dantrolene-Sensitive Aberrant Ryanodine Receptor Calcium Release.2018

    • 著者名/発表者名
      Avula UM, Yamazaki M, Hernandez J, Valdivia C, Chu A, Rojas-Pena A, Kaur K, Ramos-Mondragon R, Anumonwo J, Nattel S, Valdivia H, Kalifa J.
    • 雑誌名

      Circ Arrhythm Electrophysiol.

      巻: in press 号: 3

    • DOI

      10.1161/circep.117.005659

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interaction of Phase Singularities on Spiral Wave Tail: Reconsideration of Caputuring Excitable Gap.2018

    • 著者名/発表者名
      Tomii N, Yamazaki M, Arafune T, Kamiya K, Nakazawa K, Honjo H, Shibata N, Sakuma I.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Heart Circ Physiol.

      巻: in press 号: 2 ページ: 318-326

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00558.2017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biobank-driven genomic discovery yields new insight into atrial fibrillation biology.2018

    • 著者名/発表者名
      Nielsen JB, Yamazaki M et al.
    • 雑誌名

      Nature Genetics

      巻: 50(9) 号: 9 ページ: 1234-1239

    • DOI

      10.1038/s41588-018-0171-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrical storm: mechanistic and therapeutic considerations to avoid death in the survivors.2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Y, Dobrev D
    • 雑誌名

      J Thorac Dis

      巻: 10 (Suppl 33) 号: S33 ページ: S4053-S4056

    • DOI

      10.21037/jtd.2018.09.111

    • 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
  • [学会発表] Possibility of heavy ion irradiation for arrhythmia therapy.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M
    • 学会等名
      The 59th Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering/The 11th Asian Pacific Conference on Medical and Biological Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anti-arrhythmic effects of heavy ion irradiation in animal AF model.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M
    • 学会等名
      Heart Rhythm Society’s 40th Annual Scientific Sessions
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 心房細動のメカニズムを探る:光学マッピングで見た心房細動のスパイラルリエントリー2020

    • 著者名/発表者名
      山﨑正俊
    • 学会等名
      夏のEPフェス:JHRS夏季EPweb講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental visualization of rotor as a mechanism of arrhythmia using ex-vivo optical mapping.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M
    • 学会等名
      The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anti-arrhythmic effects by heavy ion irradiation in animal AF model2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M
    • 学会等名
      Tokyo-Taipei-Seoul Arrhythmia Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Background of Spatio-temporal Dispersion Guided Ablation from Translational Research.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M
    • 学会等名
      The 66th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 渦巻き型旋回興奮波(Rotor)と心房細動 ~Optical mappingによるExTRa mappingの検証~2019

    • 著者名/発表者名
      山崎正俊
    • 学会等名
      第66回 日本不整脈心電学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重粒子線による不整脈抑制メカニズム ~加齢・高脂血症による心房細動発生と重粒子線照射の効果を光学マッピングで診る~2019

    • 著者名/発表者名
      山崎正俊
    • 学会等名
      第66回 日本不整脈心電学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spatio-temporal Dispersion of Multipolar Electrogram, a Visually Recognizable Electric Footprint of Rotor during Cardiac Fibrillation.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M, Tsuji Y, Tomii N, Arafune T, Honjo H, Kodama I, Sakuma I
    • 学会等名
      The 83rd Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatio-temporal Electrogram Dispersion, a Visually Recognizable Electric Footprint of Rotational Activity during Atrial Fibrillation.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M
    • 学会等名
      US-Japan (AMED) Workshop on Engineering in Medicine and Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Therapeutic Agents to Avoid ICD shocks-associated Worsening Heart Failure2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Y and Yamazaki M
    • 学会等名
      The 83rd Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atrial ischemia/infarction-induced spontaneous focal discharges and 3-dimensional atrial scroll wave in an ovine atrial fibrillation model.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M
    • 学会等名
      The 65th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rotor dynamics and cardiac fibrillation.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M
    • 学会等名
      The 2018 International Congress on Electrocardiology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New mapping Systems for AF Ablation: Rotors and High Density, Tool or Toy?2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa H and Yamazaki M
    • 学会等名
      Heart Rhythm Society’s 38th Annual Scientific Sessions
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Late sodium current and ischemic ventricular arrhythmia2018

    • 著者名/発表者名
      Honjo H
    • 学会等名
      The 11th Asia Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Bioengineering Approaches in Arrhythmia Research

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=9yXxdRpzwJc

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Biomedical Precision Engineering Laboratory

    • URL

      http://www.bmpe.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Department of Bioengineering

    • URL

      http://www.bioeng.t.u-tokyo.ac.jp/faculty/55_yamazaki.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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