心・肺機能の神経性調節:低酸素下で生き延びる機構を探る

• 研究課題/領域番号: 20590242
• 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: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 独立行政法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 白井 幹康 独立行政法人国立循環器病研究センター, 心臓生理機能部, 部長 (70162758)
• 研究分担者: 曽野部 崇 独立行政法人国立循環器病研究センター, 心臓生理機能部, 流動研究員 (70548289) ; 稲盛 修二 広島国際大学, 保健医療学部, 講師 (60412334) ; 中島 正光 広島国際大学, 保健医療学部, 教授 (20198097) ; 清水 希功 広島国際大学, 保健医療学部, 准教授 (40309662)
• 研究協力者: JAMES T.Pearson Dept. of Physiology, Monash University ; DARYL O.Schwenke Dept. of Physiology, University of Otago ; 秋山 剛 独立行政法人国立循環器病研究センター, 心臓生理機能部 ; 徳留 健 独立行政法人国立循環器病研究センター, 生化学部 ; 土持 裕胤 独立行政法人国立循環器病研究センター, 心臓生理機能部 ; 吉田 謙一 東京大学, 大学院・医学系研究科・公共健康医学専攻法医学 ; 梅谷 啓二 (財)高輝度光科学研究センター
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2008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: 低酸素 / 肺高血圧 / 出血性低血圧 / 睡眠時無呼吸症候群 / 心筋梗塞 / グレリン / ムスカリン性アセチルコリン受容体 / 交感神経 / βアドレナリン受容体 / Rho-kinase / 心臓交感神経 / 不整脈 / 低酸素性肺高血圧 / 放射光 / マウス肺血管造影 / 肺交感神経 / 低酸素性肺血管収縮 / β-アドレナリン受容体 / 副腎

研究概要

急性および慢性低酸素性肺高血圧、急性出血性低血圧、睡眠時無呼吸症候群、急性心筋梗塞のラットモデル並びにM2ムスカリン性アセチルコリン受容体欠損マウスを用いて、低酸素状態や運動時あるいは心臓虚血時に生き延びる機構として、交感神経系を介した肺血管トーンおよび心拍リズムの調節が極めて重要であることを明らかにした。また、自律神経調節作用を有するグレリンが急性心筋梗塞時の不整脈発生および低酸素性肺高血圧の進展に対して抑制効果を持ち、臨床応用の候補となり得ることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Centrally administered ghrelin activates cardiac vagal nerve in anesthetized rabbits. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Akiyama T, Kawada T, Sonobe T, Kamiya A, Shishido T, Tokudome T, Hosoda H, Shirai M
  • 雑誌名: Auton.Neurosci. Epub ahead of print
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging on the closed-chest mouse pulmonary circulation using synchrotron radiation micro- angiography. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sonobe T, Schwenke DO, Pearson JT, Yoshimoto M, Fujii Y, Umetani K, Shirai M
  • 雑誌名: J.Appl.Physiol. Epub ahead of print
  • 査読あり
• [雑誌論文] Docking protein Gab1 is an essential component of postnatal angiogenesis after ischemia via HGF/cmet signaling. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shioyama W, Nakaoka Y, Higuchi K, Minami T, Taniyama Y, Nishida K, Kidoya H, Sonobe T, Naito H, Arita Y, Hashimoto T, Kuroda T, Fujio Y, Shirai M, Takakura N, Morishita R, Yamauchi-Takihara K, Kodama T, Hirano T, Mochizuki N, Komuro I.
  • 雑誌名: Circ.Res. 108(6)(Epub) ページ: 664-675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Rho kinase signaling and endothelial dysfunction in modulating blood flow distribution in pulmonary hypertension. (2011)
  • 著者名/発表者名: Schwenke, D.O., Pearson, J.T., Sonobe, T., Ishibashi-Ueda H., Shimouchi, A., Kangawa, K. Umetani, K., Shirai, M.
  • 雑誌名: J Appl Physiol. 110(4) ページ: 901-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Ca^<2+>-activated K+ channels in catecholamine release from in vivo rat adrenal medulla. (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiyama T, Yamazaki T, Kawada T, Shimizu S, Sugimachi M, Shirai M.
  • 雑誌名: Neurochem.Int. 56(2) ページ: 263-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large conductance Ca^<2+>-activated K^+ channels inhibit vagal acetylcholine release at the rabbit sinoatrial node. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Akiyama T, Shimizu S, Kamiya A, Uemura K, Sata Y, Shirai M, Sugimachi M.
  • 雑誌名: Auton.Neurosci. 156(1-2) ページ: 149-151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of breath and skin gases emanating during exercise using an original biogas sampling system connected to an atmospheric pressure ionization mass spectrometer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimouchi A., Nose, K., Shirai, M.
  • 雑誌名: IEEE Sensors J. 10(1) ページ: 85-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exogenous ghrelin accentuates the acute hypoxic ventilatory response after two weeks of chronic hypoxia in conscious rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Schwenke DO, Pearson JT, Kangawa K, Cragg PA, Shirai M.
  • 雑誌名: Acta Physiol 200 ページ: 279-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large conductance Ca^<2+>-activated K^+ channels inhibit vagal acetylcholine release at the rabbit sinoatrial node. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawada, T.
  • 雑誌名: Auton Neurosci 巻: 156 ページ: 149-151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exogenous ghrelin accentuates the acute hypoxic ventilatory response after two weeks of chronic hypoxia in conscious rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Schwenke, D.O.
  • 雑誌名: Acta Physiol 巻: 200 ページ: 279-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Ca^<2+>-activated K^+ channels in catecholamine release from in vivo rat adrenal medulla. (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, T.
  • 雑誌名: Neurochem Int 巻: 56 ページ: 263-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of endogenous acetylcholine release during brief ischemia in the rabbit ventricle : a possible trigger for ischemic preconditioning. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawada T, Akiyama T, Shimizu S, Kamiya A, Uemura K, Li M, Shirai M, Sugimachi M.
  • 雑誌名: Life Sci 85 ページ: 597-601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrast angiography of the renal microcirculation in vivo using synchrotron radiation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Eppel, G.A., Jacono, D.L., Shirai, M., Umetani, K., Evans, R.G., Pearson, J.T.
  • 雑誌名: Am.J.Physiol.Renal Physiol. 296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in pulmonary blood flow distribution in monocrotaline compared with hypoxia-induced models of pulmonary hypertension. (2009)
  • 著者名/発表者名: Schwenke, D.O., Pearson, J.T., Shimouchi, A., Kangawa, K., Tsuchimochi, H., Umetani, K., Shirai, M., Cragg PA.
  • 雑誌名: J Hypertens. 27(7) ページ: 1410-1419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron-based angiography for investigating regulation of vasomotor function in the microcirculation in vivo. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shirai, M., Schwenke, D.O., Eppel, G.A., Evans, R.G., Edgley, A.J., Tsuchimochi, H., Umetani, K., Pearson J.T.
  • 雑誌名: (Frontiers in Research Review) Clin.Exp.Pharmacol. Physiol. 36 ページ: 107-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron-based angiography for investigating regulation of vasomotor function in the microcirculation in vivo.(Frontiers in Research Review) (2009)
  • 著者名/発表者名: Shirai,M.
  • 雑誌名: Clin.Exp.Pharmacol. Physiol 36 ページ: 107-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in pulmonary blood flow distribution in monocrotaline compared with hypoxia-induced models of pulmonary hypertension (2009)
  • 著者名/発表者名: Schwenke,D.O.
  • 雑誌名: J Hypertens 27(7) ページ: 1410-1419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrast angiography of the renal microcirculation in vivo using synchrotron radiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Eppel,G.A.
  • 雑誌名: Am.J.Physiol. Renal Physiol 296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early ghrelin treatment following myocardial infarction prevents an increase in cardiac sympathetic tone and reduces mortality. (2008)
  • 著者名/発表者名: Schwenke, D.O., Tokudome, T., Kishimoto, I., Horio, T., Shirai, M., Cragg, P.A., Kangawa, K.
  • 雑誌名: Endocrinology 149 ページ: 5172-5176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in macrovessel pulmonary blood flow distribution following chronic hypoxia - assessed using synchrotron radiation microangiography. (2008)
  • 著者名/発表者名: Schwenke, D.O., Pearson, J.T., Umetani, K., Kangawa, K., Shirai, M.
  • 雑誌名: J.Appl.Physiol. 104 ページ: 88-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exogenous ghrelin attenuates the progression of chronic hypoxia-induced pulmonary hypertension in conscious rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: Schwenke D.O., Tokudome, T., Shirai, M., Hosoda, H., Horio, T., Kishimoto, I., Kangawa, K.
  • 雑誌名: Endocrinology 149 ページ: 237-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exogenous ghrelin attenuates the progression of chronic hypoxia-induced pulmonary hypertension in conscious rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: Schwenke D. O.
  • 雑誌名: Endocrinology 149 ページ: 237-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early ghrelin treatment following myocardial infarction prevents an increase in cardiac sympathetic tone and reduces mortality. (2008)
  • 著者名/発表者名: Schwenke, D. O.
  • 雑誌名: Endocrinology 149 ページ: 5172-5176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in macrovessel pulmonary blood flow distribution following chronic hypoxia-assessed using synchrotron radiation microangiography. (2008)
  • 著者名/発表者名: Schwenke, D. O.
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol. 104 ページ: 88-96
  • 査読あり
• [学会発表] モノクロタリン肺高血圧ラットでの血管内皮とRho-kinaseの機能障害は肺微小血管レベルで起こる (2011)
  • 著者名/発表者名: 白井幹康、シュエンキ・ダリル、曽野部崇、藤井豊、吉本光佐、下内章人、寒川賢治、梅谷啓二
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] グレリンノックアウトマウスでは慢性低酸素負荷で怒る換気適応が減弱する (2011)
  • 著者名/発表者名: 曽野部崇、シュエンキ・ダリル、徳留健、岸本一郎、寒川賢治、白井幹康
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] アナフィラキシーショックに対するラット門脈の血管収縮応答 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳田洋、下内章人、曽野部崇、藤井豊、芝本利重、白井幹康
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] アンジオテンシンII慢性投与による交感神経活動と動脈圧の変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉本光佐、三木健寿、白井幹康、Osborn John
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 心臓交感・副交感神経活動に対するα_2アゴニストの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水秀二、秋山剛、川田徹、神谷厚範、宍戸稔聡、白井幹康、杉町勝
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] グレリン投与は急性心筋梗塞時の心臓交感神経活動増大と致死率を低下させる (2010)
  • 著者名/発表者名: 白井幹康、シュエンキ・ダリル、徳留健、岸本一郎、寒川賢治
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] 運動負荷に伴う呼気・皮膚ガス微量成分の動態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 下内章人、野瀬和利、白井幹康
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] Early ghrelin treatment following myocardial infarction prevents an increase in cardiac sympathetic tone and reduces mortality. (2010)
  • 著者名/発表者名: 白井幹原
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] In vivo放射光微小血管造影法によるマウス肺循環系の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 曽野部崇、シュエンキ・ダリル、ピアーソン・ジェイムズ、梅谷啓二、白井幹康
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] マグネシウム静脈内投与の副腎交感神経節伝達に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 秋山剛、川田徹、清水秀二、曽野部崇、杉町勝、白井幹康
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] contrast angiography of the rat renal microcirculation in vivo using synchrotron radiation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shirai M, Eppel GG, Jacono DL, Umetani K, Evans RG, Pearson J
  • 学会等名: 36^<th> Inter- national congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto.
  • 年月日: 2009-08-01
• [学会発表] Dynamic synchrotron imaging of the coronary vasculature in vivo in rat models of heart failure and diabetes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Pearson J, Jenkins MJ, Okura Y, Tani D, Schwenke DO, Umetani K, Kangawa K, Shirai M
  • 学会等名: 36^<th> International congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto.
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Changes in pulmonary blood flow in monocrotaline and hypoxia-induced models of pulmonary hypertension, assessed using synchrotron radiation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Schwenke DO, Pearson JT, Kangawa K, Ymetani, K, Shirai M, Cragg PA.
  • 学会等名: 36^<th> International congress of Physiol- ogical Sciences
  • 発表場所: Kyoto.
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Contrast angiography of the rat renal microcirculation in vivo using synchrotron radiation (2009)
  • 著者名/発表者名: 白井幹康
  • 学会等名: 第36回国際生理学会世界大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] The importance of interfilament spacing in the regulation of crossbridge kinetics in the in situ heart. (2009)
  • 著者名/発表者名: Pearson J, Yagi N, Schwenke DO, Shirai M
  • 学会等名: 36^<th> International congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto.
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] 放射光を用いた心血管機能の評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 白井幹康
  • 学会等名: 第152回医用画像情報学会(特別講演)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2008-10-04
• [学会発表] 放射光を用いた心血管機能の評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 白井幹康
  • 学会等名: 医用画像情報学会(特別講演)
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2008-10-04
• [学会発表] シュエンキ・ダリル、ピアーソン・ジェームズ、梅谷啓二 放射光高速微小血管造影法を用いた低酸素性肺循環応答の観察:閉胸ラットを用いて (2008)
  • 著者名/発表者名: 白井幹康
  • 学会等名: 第85回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-27
• [図書] 低酸素性血管攣縮(酸素ダイナミクス研究会「からだと酸素の事典」)(高橋英嗣、精山明敏編集) (2009)
  • 著者名/発表者名: 下内章人, 白井幹康
  • 出版者: 朝倉書店