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心臓チャネル病における麻酔薬の心臓作用の包括的解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K09195
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55050:麻酔科学関連
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

小嶋 亜希子  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (50447877)

研究分担者 北川 裕利  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (50252391)
松浦 博  滋賀医科大学, 医学部, 理事 (60238962)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード麻酔学 / QT延長症候群 / 心臓イオンチャネル / 遅延整流性K+チャネル / 遺伝子多型 / 麻酔薬 / QT延長 / チャネル病 / イオンチャネル / 心臓チャネル病 / 電気生理学
研究開始時の研究の概要

全身麻酔に用いられる麻酔薬は、脳や脊髄などに作用し麻酔効果を発揮するだけでなく、心臓や血管などにも作用し、心臓の拍動や血圧に影響をもたらす。をのため、麻酔科医は心臓への麻酔薬の作用について理解する必要がある。本研究では、正常な心臓だけでなく機能障害のある心臓に対する麻酔薬の作用について、実験や臨床から得られたデータを解析し、患者毎に適した麻酔管理を行うための重要な情報を提供することが目的である。

研究実績の概要

心電図上のQT延長を呈する患者(QT延長症候群)は、多形性心室頻拍であるtorsades de pointes(TdP)発生のリスクが高い。吸入麻酔薬セボフルランは種々の心筋イオンチャネル、中でも緩徐活性型遅延整流性K+チャネル(IKs)を抑制することで、QT延長作用を呈することが報告されているが、そのQT延長作用が臨床麻酔上で問題となることは少ない。
我々はこれまでに、ヒト心室筋モデルを用いたコンピューターシミュレーションにより、急速活性型遅延整流性K+チャネル(IKr)機能の減弱した心室筋においては、セボフルランのQT延長作用が増強するという心臓電気生理学的背景について明らかにしてきた。さらにこの数理モデルを用いてセボフルランおよび静脈麻酔薬プロポフォールの催不整脈性を予測したところ、IKr減少心室筋では、2%以上のセボフルランは催不整脈性を呈する一方、プロポフォールは催不整脈性を呈さないことを明らかにした。
また、薬剤誘発性QT延長症候群に多く認められる遺伝子多型であるKCNE1-D85Nを有するIKsチャネルおよび心室筋に対するセボフルランの効果について検討したところ、野生型と比較して、セボフルランのIKsチャネル抑制作用が増強し、そのQT延長作用が増強することを見出した。このことは、遺伝子多型が麻酔中の予期せぬ心臓イベント(不整脈)発生のリスクとなりうることを示す臨床的に重要な情報である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

数理モデルを用いたセボフルランの催不整脈性について日本麻酔科学会年次学術集会で発表し、最優秀演題を授賞した。また、この内容を論文化し成果をあげることができた。
KCNE1-D85Nを有するIKsチャネルに対するセボフルランの作用についても、現在論文投稿準備中である。

今後の研究の推進方策

今後は、他の遺伝子変異や遺伝子多型による心臓イオンチャネル機能の変化や薬剤(麻酔薬)感受性の変化について、パッチクランプ法を用いて検討を重ねる。電気生理学的実験より得られたデータを数理モデルに組み込んで、遺伝子変異・多型をもつ心臓(心室筋)を再現し、それに対する麻酔薬の作用の変化を検討する。
さらに、臨床麻酔におけるセボフルランやプロポフォール投与中のQT時間を収集し、イオンチャネルレベル、心室筋レベルの解析結果と同様か、検討する。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Prediction of anesthetic torsadogenicity using a human ventricular cell model2023

    • 著者名/発表者名
      Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Matsuura Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Anesthesia

      巻: 37 号: 5 ページ: 806-810

    • DOI

      10.1007/s00540-023-03238-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Severe Calcification of Femoral Arteries Causes Tourniquet Failure Accompanied by Massive Bleeding2023

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Narumi、Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Kitagawa Hirotoshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Podiatric Medical Association

      巻: 113 号: 1 ページ: 21-059

    • DOI

      10.7547/21-059

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Propofol, an Anesthetic Agent, Inhibits HCN Channels through the Allosteric Modulation of the cAMP-Dependent Gating Mechanism2022

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Morihiro、Mi Xinya、Toyoda Futoshi、Kojima Akiko、Ding Wei-Guang、Fukushima Yutaka、Omatsu-Kanbe Mariko、Kitagawa Hirotoshi、Matsuura Hiroshi
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 12 号: 4 ページ: 570-570

    • DOI

      10.3390/biom12040570

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 【遺伝性不整脈疾患・心筋疾患の最新トピックス】二次性QT延長症候群の遺伝的背景と最新の話題2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤英樹、加藤浩一、藤居祐介、小嶋亜希子
    • 雑誌名

      循環器内科

      巻: 91 ページ: 273-279

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大動脈瘤術後吻合部破綻による出血性ショックに対してベルモントラピッド・インフューザーを使用し救命できた1症例2022

    • 著者名/発表者名
      大谷温巳、小嶋亜希子、今宿康彦、北川裕利
    • 雑誌名

      麻酔

      巻: 71 ページ: 1108-1111

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 声門直上の喉頭肉芽腫を有する患者の気道確保に気管支ファイバースコープよりもエアウェイスコープの使用が適切であった1症例2022

    • 著者名/発表者名
      澤崎史弥、小嶋亜希子、高橋完、北川裕利
    • 雑誌名

      日本臨床麻酔学会誌

      巻: 42 ページ: 335-339

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elevation of propofol sensitivity of cardiac IKs channel by KCNE1 polymorphism D85N.2021

    • 著者名/発表者名
      A. Kojima, X. Mi, Y. Fukushima, W. G. Ding, M. Omatsu-Kanbe and H. Matsuura
    • 雑誌名

      Br J Pharmacol

      巻: 178 号: 13 ページ: 2691-2708

    • DOI

      10.1111/bph.15460

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective activation of adrenoceptors potentiates IKs current in pulmonary vein cardiomyocytes through the protein kinase A and C signaling pathways2021

    • 著者名/発表者名
      X. Mi, W. G. Ding, F. Toyoda, A. Kojima, M. Omatsu-Kanbe and H. Matsuura
    • 雑誌名

      J Mol Cell Cardiol

      巻: 161 ページ: 86-97

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2021.08.004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dexmedetomidine Exerts a Negative Chronotropic Action on Sinoatrial Node Cells Through the Activation of Imidazoline Receptors2021

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Mariko、Kojima Akiko、Ding Wei-Guang、Kitagawa Hirotoshi、Matsuura Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Cardiovascular Pharmacology

      巻: 78 号: 6 ページ: 826-838

    • DOI

      10.1097/fjc.0000000000001133

    • NAID

      120007185338

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization and functional role of rapid- and slow-activating delayed rectifier K + currents in atrioventricular node cells of guinea pigs.2021

    • 著者名/発表者名
      Yuasa, A. Kojima, X Mi, W.G, Ding, M. Omatsu-Kanbe, H. Kitagawa, H. Matsuura.
    • 雑誌名

      Pflugers Arch.

      巻: 473 号: 12 ページ: 1885-1898

    • DOI

      10.1007/s00424-021-02617-z

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Positive Inotropic Effects of ATP Released via the Maxi-Anion Channel in Langendorff-Perfused Mouse Hearts Subjected to Ischemia-Reperfusion2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Hiroshi、Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Xie Yu、Mi Xinya、Sabirov Ravshan Z.、Okada Yasunobu
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 9 ページ: 597997-597997

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.597997

    • NAID

      120006974980

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 揮発性麻酔薬の作用に関わる分子メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      福島豊、小嶋亜希子
    • 雑誌名

      臨床麻酔

      巻: 45 ページ: 17-24

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Open-channel blocking action of volatile anesthetics desflurane and sevoflurane on human voltage-gated Kv1.5 channel.2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Y, Kojima A, Mi X, Ding WG, Kitagawa H, Matsuura H
    • 雑誌名

      Br J Pharmacol

      巻: in press 号: 16 ページ: 3811-3827

    • DOI

      10.1111/bph.15105

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A computational analysis of the effect of sevoflurane in a human ventricular cell model of long QT syndrome: Importance of repolarization reserve in the QT-prolonging effect of sevoflurane2020

    • 著者名/発表者名
      Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Itoh Hideki、Imoto Keiji、Matsuura Hiroshi
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology

      巻: 883 ページ: 173378-173378

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2020.173378

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] コンピューターシミュレーションによる麻酔薬の催不整脈作用の予測2023

    • 著者名/発表者名
      小嶋 亜希子, 伊藤 有紀, 福島 豊, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第70回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Nav1.5チャネルのαサブユニットをコードするSCN5A遺伝子の変異N1774Dに伴い増大したlate Na+電流は、セボフルランによって抑制される2023

    • 著者名/発表者名
      福島 豊, 小嶋 亜希子, 清水 盛浩, 今宿 康彦, 水野 隆芳, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第70回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 覚醒下開頭腫瘍摘出術中に静脈空気塞栓症を発症し肺水腫をきたした一例2023

    • 著者名/発表者名
      小石 悠介, 水野 隆芳, 小嶋 亜希子, 平岡 進, 今宿 康彦, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第70回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工膝関節置換術後の感染に対するデブリドマン手術後早期にステント内血栓閉塞による心停止をきたした症例2023

    • 著者名/発表者名
      河野 匡暁, 小牧 史明, 小嶋 亜希子, 福島 豊, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第70回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 気管分岐部直上の気管腫瘍に対する気管形成術の麻酔経験2023

    • 著者名/発表者名
      寺村 美咲, 岩下 成人, 小嶋 亜希子, 北川 裕利
    • 学会等名
      第69回関西支部学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 肺高血圧症患者の全身麻酔導入後低血圧に対するバソプレシンの使用経験2023

    • 著者名/発表者名
      宮本 恭吾, 田中 克典, 赤澤 舞衣, 福島 豊, 小嶋 亜希子, 北川 裕利
    • 学会等名
      第69回関西支部学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 経膣的内視鏡手術で脱気不良により気腹症が生じた一症例2023

    • 著者名/発表者名
      森山 凌, 清水 盛浩, 小嶋 亜希子, 今宿 康彦, 北川 裕利
    • 学会等名
      第69回関西支部学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大動脈一尖弁を伴う大動脈弁狭窄症患者に対する麻酔経験2023

    • 著者名/発表者名
      樋口 みなみ, 閻 国珊, 小嶋 亜希子, 赤澤 舞衣, 湯浅 真由美, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本心臓血管麻酔学会第28回学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 静脈留置針のエコー輝度の比較2023

    • 著者名/発表者名
      福島 豊, 小嶋 亜希子, 赤澤 舞衣, 平岡 進, 石原 真理子, 閻 国珊, 澤崎 史弥, 井上 基, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本小児麻酔学会第28回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 心拍動下冠動脈バイパス術後の心房細動と周術期に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      今宿 康彦, 水野 隆芳, 井上 基, 赤澤 舞衣, 大岡 直哉, 藤井 恵美, 平岡 進, 福島 豊, 小嶋 亜希子, 小牧 史明, 大八木 三鈴, 山下 祐貴, 北川 裕利
    • 学会等名
      第44回日本循環制御医学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 麻酔薬とQT時間2022

    • 著者名/発表者名
      小嶋亜希子
    • 学会等名
      コヴィディエンジャパン 大阪周術期セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 周術期循環管理に必要な心筋イオンチャネル機能について2022

    • 著者名/発表者名
      小嶋亜希子
    • 学会等名
      第68回関西支部学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不整脈に関わるイオンチャネルと麻酔薬2022

    • 著者名/発表者名
      小嶋亜希子
    • 学会等名
      日本心臓血管麻酔学会第27回学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セボフルランのIKsチャネル抑制作用は、副サブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nにより増強し、特にβ受容体刺激時におけるセボフルランによるQT延長作用を増強する2022

    • 著者名/発表者名
      小嶋亜希子、伊藤有紀、福島豊、今宿康彦、北川裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] デスフルランはNav1.5チャネルの速い不活性化を過分極側にシフトさせる2022

    • 著者名/発表者名
      福島豊、小嶋亜希子、石原真理子、清水盛浩、湯浅真由美、北川裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 冠動脈バイパス術後の心房細動2022

    • 著者名/発表者名
      今宿 康彦、水野 隆芳、小嶋 亜希子、高橋 完、北川 裕利、大谷 温巳、藤井 恵美、山根 哲信、平岡 進
    • 学会等名
      第49回日本集中治療医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 腹部大動脈石灰化の程度と敗血症性AKI発症の関係性についての後ろ向き調査2022

    • 著者名/発表者名
      加藤 隆之、藤野 和典、高島 光平、宮武 秀光、藤井 恵美、岸本 卓磨、小嶋 亜希子、山根 哲信、田畑 貴久、辻田 靖之
    • 学会等名
      第49回日本集中治療医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 敗血症における補体H因子の経時的変化と予後の関連2022

    • 著者名/発表者名
      高島 光平、清水 淳次、宮武 秀光、加藤 隆之、藤井 恵美、岸本 卓磨、小嶋 亜希子、山根 哲信、田畑 貴久、辻田 靖之
    • 学会等名
      第49回日本集中治療医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 腸管GVHD様反応による難治性腸炎を呈したCOVID-19に対してタクロリムスが奏功した一例2022

    • 著者名/発表者名
      高島 光平、宮武 秀光、加藤 隆之、藤井 恵美、小嶋 亜希子、山根 哲信、園田 文乃、馬場 重樹、中野 恭幸、辻田 靖之
    • 学会等名
      第49回日本集中治療医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 先天性QT延長症候群患者に対する脊髄くも膜下麻酔の経験2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木一真、柳田豊伸、伊藤一樹、小嶋亜希子、北川裕利
    • 学会等名
      第41回日本循環制御医学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 下行大動脈置換術後の脳脊髄液ドレナージカテーテル抜去により発生した脊髄硬膜下血腫の一例2021

    • 著者名/発表者名
      小嶋亜希子、今宿康彦、北川裕利
    • 学会等名
      第48回日本集中治療医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 大動脈瘤術後吻合部破綻による出血性ショックに対してBelmont Rapid Infuserを使用した1例2021

    • 著者名/発表者名
      大谷温己、小嶋亜希子、今宿康彦、北川裕利
    • 学会等名
      第48回日本集中治療医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] セボフルランのIKsチャネル抑制作用は、βサブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nにより増強し、セボフルランによるQT延長作用を増強する。2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋亜希子、伊藤有紀、福島豊、今宿康彦、北川裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会 第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Oxygen reserve index (ORi) モニタリングによる、体位変換前の吸入酸素濃度とBMIが無呼吸中の全身酸素予備能に及ぼす影響の検討2020

    • 著者名/発表者名
      澤崎史弥、小嶋亜希子、河島愛莉奈、竹田叶佳、福島豊、北川裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会 第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] デスフルランはヒト心筋の膜電位依存性カリウムチャネルに対して異なった抑制作用を発揮する2020

    • 著者名/発表者名
      福島豊、小嶋亜希子、石原真理子、清水盛浩、湯浅真由美、北川裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会 第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] プロポフォールによるHCN2チャネルおよびHCN4チャネルの抑制作用は交感神経緊張時に減弱する。2020

    • 著者名/発表者名
      清水盛浩、小嶋亜希子、石原真理子、福島豊、北川裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会 第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Covid 19における気道確保法ー紫外線蛍光粉末による検討ー2020

    • 著者名/発表者名
      今宿康彦、水野隆芳、山下祐貴、佐田蓉子、小牧史明、小嶋亜希子、北川裕利
    • 学会等名
      日本集中治療医学会 第4回関西支部学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 腰椎手術後にADH分泌不適合症候群(SIADH)を来した1例2020

    • 著者名/発表者名
      竹田叶佳、小嶋亜希子、北川裕利
    • 学会等名
      日本臨床麻酔学会 第40回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 心房粗動に合併した左室内血栓に対する血栓摘除術の麻酔経験2020

    • 著者名/発表者名
      竹内慎弥、佐田蓉子、小嶋亜希子、北川裕利
    • 学会等名
      日本臨床麻酔学会 第40回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 完全内臓逆位患者の胸腔鏡下肺葉切除術においてダブルルーメンチューブを用いて分離肺換気を施行した1症例2020

    • 著者名/発表者名
      小寺響子、閻国珊、小嶋亜希子、北川裕利
    • 学会等名
      日本臨床麻酔学会 第40回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 臨床麻酔科学書2022

    • 著者名/発表者名
      森田 潔、川真田樹人、齋藤 繁、佐和貞治
    • 総ページ数
      800
    • 出版者
      中山書店
    • ISBN
      9784521749495
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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