ミトコンドリア心筋症の新規診断法の確立

• 研究課題/領域番号: 19K08529
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 武田 充人 北海道大学, 大学病院, 講師 (00374413)
• 研究分担者: 永井 礼子 北海道大学, 大学病院, 医員 (10622160) ; 山田 勇磨 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (60451431)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: ミトコンドリア心筋症 / 電子顕微鏡 / Stereology / 免疫染色法 / 病理診断法 / 呼吸鎖酵素活性 / 免疫組織病理 / 呼吸鎖酵素複合体

研究開始時の研究の概要

ミトコンドリア心筋症の病理学的診断はこれまで確立されていない。本研究ではミトコンドリア病モデルマウスを用いたミトコンドリア心筋症の心筋超微形態を定量的に評価し、呼吸鎖酵素複合体に対する抗体を用いた免疫染色法を併用することにより病理的診断が可能かどうかを検証する。ヒトにおいても心筋生検で採取した組織を用いて電顕、免疫染色を行うことでミトコンドリア心筋症の診断を確立する。

研究成果の概要

二次性心筋症の一つであるミトコンドリア心筋症（MCM）は病理、組織生化学、遺伝子検査によって確定診断されるが、心筋病理には明確な基準がない。そこで臨床症状や遺伝子検査、組織生化学検査によって確定診断されたMCMにおいて、電子顕微鏡像におけるミトコンドリア体積密度測定および呼吸鎖酵素抗体を用いた免疫染色を行い、MCM以外の他の心筋症と比較を行った。ミトコンドリア体積密度はMCM群で有意に高く免疫染色ではMCM群にComple IまたはIVに染色性の低下を認めた。この研究によって電子顕微鏡と免疫染色を用いてMCMの病理診断が可能となり、MCMの病理診断基準にとっても非常に有益な結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ミトコンドリア心筋症の確定診断法について病理学的に確立し、二次性心筋症の鑑別診断に大きく貢献した。特に呼吸鎖酵素抗体による免疫染色法による診断法の開発により、ホルマリン固定のみの検体でも病理診断が可能であることを示した。ミトコンドリア心筋症は乳児発症例の生命予後が不良であり乳幼児突然死症候群の一因としても考えられている。したがって、本診断法はチャイルド・デス。レビューの死因究明にも応用できる。

研究成果

• [雑誌論文] Transplantation of MITO cells, mitochondria activated cardiac progenitor cells, to the ischemic myocardium of mouse enhances the therapeutic effect (2022)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sasaki, Jiro Abe, Atsuhito Takeda, Hideyoshi Harashima and Yuma Yamada
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 4344-4357
  • DOI: 10.1038/s41598-022-08583-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Long-term prognosis and genetic background of cardiomyopathy in 223 pediatric mitochondrial disease patients. (2021)
  • 著者名/発表者名: Imai-Okazaki A, Matsunaga A, Yatsuka Y, Nitta KR, Kishita Y, Sugiura A, Sugiyama Y, Fushimi T, Shimura M, Ichimoto K, Tajika M, Tominaga M, Ebihara T, Matsuhashi T, Tsuruoka T, Kohda M, Hirata T, Harashima H, Nojiri S, Takeda A, Nakaya A, Kogaki S, Sakata Y, Ohtake A, Murayama K, Okazaki Y.
  • 雑誌名: International Journal of Cardiology 巻: 341 ページ: 48-55
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2021.06.042
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A case report of Leigh syndrome diagnosed by endomyocardial biopsy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Maruo Y, Ueda Y, Murayama K, Takeda A
  • 雑誌名: European heart journal. Case reports 巻: - 号: 2
  • DOI: 10.1093/ehjcr/ytaa582
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced pathological study for definite diagnosis of mitochondrial cardiomyopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeda A, Murayama K, Okazaki Y, Imai-Okazaki A, Ohtake A, Takakuwa E, Yamazawa H, Izumi G, Abe J, Nagai A, Taniguchi K, Sasaki D, Tsujioka T, John M Basgen
  • 雑誌名: Journal of Clinical Pathology 巻: - 号: 6 ページ: 365-371
  • DOI: 10.1136/jclinpath-2020-206801
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A case undergoing cocktail therapy for cardiac involvement in Barth syndrome. (2020)
  • 著者名/発表者名: Abe J, Yamaguchi T, Matsuzawa M, Kobayashi I, Takeda A
  • 雑誌名: Pediatrics International 巻: 62 号: 12 ページ: 1393-1395
  • DOI: 10.1111/ped.14342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cardiomyopathy in children with mitochondrial disease: Prognosis and genetic background. (2019)
  • 著者名/発表者名: Imai-Okazaki A, Kishita Y, Kohda M, Mizuno Y, Fushimi T, Matsunaga A, Yatsuka Y, Hirata T, Harashima H, Takeda A, Nakaya A, Sakata Y, Kogaki S, Ohtake A, Murayama K, Okazaki Y.
  • 雑誌名: Int J Cardiol 巻: 279 ページ: 115-121
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2019.01.017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Mitochondria-activated myocardial progenitor cell (MITO cell) transplantation therapy in a mouse model of ischemia and reperfusion (2021)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sasaki, Atsuhito Takeda, et al.
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the Association for European Paediatric and Congenital Cardiology
  • 国際学会
• [学会発表] Challenging in diagnosis and treatment of mitochondrial cardiomyopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Atsuhito Takeda
  • 学会等名: Japan Circulation Society
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Advanced pathologic study for definite diagnosis of mitochondrial cardiomyopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Atsuhito Takeda
  • 学会等名: European Society of Cardiology Congress 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Challenging in diagnosis and management of mitochondrial cardiomyopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Atsuhito Takeda
  • 学会等名: JSPCCS-AHA Joint session
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 小児心筋症の原因診断における心筋生検の適応と役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 武田 充人
  • 学会等名: 日本小児循環器学会
• [図書] 循環器診療コンプリート 心筋症 (2021)
  • 著者名/発表者名: 北岡 裕章
  • 総ページ数: 272
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社
  • ISBN: 4780904072
• [図書] 小児科医に知ってほしいミトコンドリア病UPDATE 小児科診療82巻4号 (2019)
  • 著者名/発表者名: 武田 充人
  • 総ページ数: 127
  • 出版者: 診断と治療社
• [図書] ザ・マニュアル 心不全のセット検査 (2019)
  • 著者名/発表者名: 武田 充人
  • 総ページ数: 169
  • 出版者: メジカルビュー社
• [図書] 実は知らない循環器希少疾患 どう診る？どう対応する？ (2019)
  • 著者名/発表者名: 武田 充人
  • 総ページ数: 213
  • 出版者: 南江堂