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心房細動の病態進行における心臓周囲脂肪ミトコンドリア機能の役割

研究課題

研究課題/領域番号 22K08197
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

渡邉 昌也  北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (40632047)

研究分担者 畑中 豊  北海道大学, 大学病院, 特任准教授 (30589924)
新宮 康栄  北海道大学, 医学研究院, 講師 (30617064)
横田 卓  北海道大学, 大学病院, 特任講師 (90374321)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード心外膜脂肪 / ミトコンドリア / 心房細動
研究開始時の研究の概要

近年、心臓周囲脂肪(EAT)の過剰な蓄積と心房細動との関連が報告されている。ミトコンドリアはエネルギー産生の多くを担い、ミトコンドリア機能の異常は心血管病や神経疾患などの発症に関わる。EATのミトコンドリア機能異常は、活性酸素種(ROS)の産生増加やEATの蛋白分泌プロファイルを変化させる可能性がある。しかし、心房細動の発症機序解明を目的としたEATミトコンドリア機能の解析を行った研究はこれまでに皆無である。本研究では、EATのミトコンドリア機能に着目し、「EATミトコンドリア機能低下は、アディポサイトカインの分泌異常やROSの産生増加によって心房細動基質を進展させる」という仮説の検証を行う。

研究実績の概要

2023年3月までに、53例の患者から心外膜脂肪組織の検体採取と臨床情報(心電図指標、CTでの心外膜脂肪組織容積、心エコーでの心房径、心房収縮能、組織ドップラー)収集を行った。脂肪組織のミトコンドリア呼吸能は全例で行うことができ、O2 consumption、呼吸調節率に対象患者集団内の分散を確認した。研究当初の仮説通り、O2 consumptionを中央値で2分した二群間での心房リモデリングの指標として左房径、左房収縮指標、心電図における心房伝導遅延指標、開心術後の心房細動発生率について比較したが、有意な差を見いだせなかった。
心外膜脂肪組織から分泌される炎症性サイトカイン、アディポカインなどの蛋白分泌量を免疫抗体法で測定し、脂肪組織重量あたりのミトコンドリア呼吸能との相関について評価した。ミトコンドリア呼吸能とMCP1、アディポネクチンの発現量に正の相関を認めた。研究開始時の予想としては、炎症を惹起するMCP1はミトコンドリア呼吸能と負の相関を示すことを予想しており、予想に反する結果であった。一方、ミトコンドリア呼吸能と組織学評価による脂肪細胞の断面積には強い負の相関を認めたことから、組織あたりの脂肪細胞数とミトコンドリア呼吸能が相関することが示唆された。
多重回帰分析を行い、術後心房細動の予測因子を検討したところ、脂肪細胞のサイズ、心外膜組織中のTNFa遺伝子発現が術後心房細動の発生に関連することが分かった。この結果をもとに、脂肪細胞サイズの大小、TNFa発現の多少で分類したところ、特徴的な患者背景を明らかにすることができた。

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

研究経過通りに患者を李クルートでき、解析に足る検体サンプルや患者情報を収取した。サンプルを用いて、ミトコンドリア呼吸能の解析、組織学的評価、遺伝子発現、蛋白発現を既に完了し、結果の解析についても順調に進行している。

今後の研究の推進方策

脂肪組織ミトコンドリア呼吸能と他の臨床データ、脂肪組織のタンパク発現、遺伝子発現との関連性について解析を追加し、脂肪組織ミトコンドリア機能が果たす役割について明らかにする。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Influence of epicardial adipose tissue inflammation and adipocyte size on postoperative atrial fibrillation in patients after cardiovascular surgery2024

    • 著者名/発表者名
      Natsui H、Watanabe M、Yokota T、Tsuneta S、Fumoto Y、Handa H、Shouji M、Koya J、Nishino K、Tatsuta D、Koizumi T、Kadosaka T、Nakao M、Koya T、Temma T、Ito Y、Hatanaka K、Hatanaka Y、Yasushige S、Wakasa S、Miura S、Masuda T、Nishioka N、Naraoka S、Ochi K、Kudo T、Ishikawa T、Anzai T
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 12 号: 6

    • DOI

      10.14814/phy2.15957

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Empagliflozin suppresses mitochondrial reactive oxygen species generation and mitigates the inducibility of atrial fibrillation in diabetic rats2023

    • 著者名/発表者名
      Koizumi Takuya、Watanabe Masaya、Yokota Takashi、Tsuda Masumi、Handa Haruka、Koya Jiro、Nishino Kotaro、Tatsuta Daishiro、Natsui Hiroyuki、Kadosaka Takahide、Koya Taro、Nakao Motoki、Hagiwara Hikaru、Kamada Rui、Temma Taro、Tanaka Shinya、Anzai Toshihisa
    • 雑誌名

      Frontiers in Cardiovascular Medicine

      巻: 10 ページ: 1005408-1005408

    • DOI

      10.3389/fcvm.2023.1005408

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optogenetic termination of atrial tachyarrhythmias by brief pulsed light stimulation2023

    • 著者名/発表者名
      Nakao Motoki、Watanabe Masaya、Miquerol Lucile、Natsui Hiroyuki、Koizumi Takuya、Kadosaka Takahide、Koya Taro、Hagiwara Hikaru、Kamada Rui、Temma Taro、de Vries Antoine A.F.、Anzai Toshihisa
    • 雑誌名

      Journal of Molecular and Cellular Cardiology

      巻: 178 ページ: 9-21

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2023.03.006

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empagliflozin attenuates arrhythmogenesis in diabetic cardiomyopathy by normalizing intracellular Ca handling in ventricular cardiomyocytes2023

    • 著者名/発表者名
      Kadosaka Takahide、Watanabe Masaya、Natsui Hiroyuki、Koizumi Takuya、Nakao Motoki、Koya Taro、Hagiwara Hikaru、Kamada Rui、Temma Taro、Karube Fuyuki、Fujiyama Fumino、Anzai Toshihisa
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology

      巻: 324 号: 3 ページ: H341-H354

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00391.2022

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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