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ミトコンドリアとメタボローム解析による超急性期心筋虚血の法医診断法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K17412
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分58040:法医学関連
研究機関秋田大学 (2023)
群馬大学 (2022)

研究代表者

早川 輝  秋田大学, 医学系研究科, 教授 (90758575)

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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード法医病理 / 突然死 / ミトコンドリアダイナミクス / メタボリックスイッチング / 超急性期心筋虚血 / 心臓性突然死 / 法医病理学 / メタボローム解析 / 心筋梗塞
研究開始時の研究の概要

急性心筋梗塞は法医解剖でしばしば遭遇する疾患であるが、非常に急速な死亡の過程を経た場合には心筋の虚血部位の検出が困難なことがある。心筋虚血の超急性期においてミトコンドリアの分裂と融合及びマイトファジーの恒常性維持機能の破綻が明らかになっている。心筋虚血時にはエネルギー源が脂肪酸から糖優位に移行するので代謝産物の変化が想定される。本研究では、死後のヒト心臓検体を用い、超急性期の心筋虚血部位で特異的に生じるミトコンドリアの形態異常を把握し、メタボローム解析による超急性期心筋虚血の診断バイオマーカーを探索して、超急性期心筋虚血の法医診断法の開発を目指す。

研究実績の概要

急性心筋梗塞は法医解剖でしばしば遭遇する疾患であるが、非常に急速な死亡の過程を経た場合には、心筋の虚血部位の検出が困難なことがある。心筋虚血の超急性期において、ミトコンドリアの分裂と融合及びマイトファジーの恒常性維持機能(ミトコンドリアダイナミクス)の破綻が明らかになっている。また、心筋虚血時にはエネルギー源が脂肪酸から糖優位に移行する(メタボリックスイッチング)ので代謝産物の変化が想定される。本研究では、死後のヒト心臓検体を用い、超急性期の心筋虚血部位で特異的に生じるミトコンドリアの形態異常を把握し、さらに、メタボローム解析による超急性期心筋虚血の診断バイオマーカーを探索して、超急性期心筋虚血の法医診断法の開発を目指す。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

申請者の所属機関変更のため

今後の研究の推進方策

急性心筋梗塞事例及びコントロールを対象とし、先行研究で推奨の心臓の10ヶ所程度からサンプルを採取し虚血部位と正常部位で下記①~③の検討を行う。併せて、採取した部位の病理組織学検査・死後冠動脈造影検査・死後MRI検査等の所見と包括的な解析を実施し法医診断法を開発する。
① ミトコンドリアの定量と形態学的検討:サンプルを比較し、死後変化に伴う影響を除外した上で、免疫蛍光染色を用いて、ミトコンドリアの定量と形態変化に対する検討を行う。
②ミトコンドリアダイナミクスの把握:サンプルから単離したミトコンドリアから、分裂に関与するDrp-1、融合に関与するMfn-1、Mfn-2、マイトファジーに関与するPINK1、Parkin等をウエスタンブロット法で測定し、超急性期の心筋虚血時に心筋内のミトコンドリアに関与するタンパクの量的変化を捉えて、ミトコンドリアダイナミクスの状態を把握する。
③ 超急性期心筋虚血のメタボローム解析:サンプルをホモジナイズし、水溶性分画および脂溶性分画を抽出し、質量分析計を用いたメタボローム解析を実施し、超急性期心筋虚血時のメタボリックスイッチングで変化する代謝産物を同定し、超急性期心筋虚血の診断バイオマーカーを探索する。

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

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Oulu(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Post-traumatic cerebral infarction caused by thrombus in the middle cerebral artery2023

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Akira、Sano Rie、Takahashi Yoichiro、Fukuda Haruki、Okawa Takafumi、Kubo Rieko、Takei Hiroyuki、Komatsu Takakazu、Tokue Hiroyuki、Sawada Yusuke、Oshima Kiyohiro、Horioka Kie、Kominato Yoshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Forensic and Legal Medicine

      巻: 93 ページ: 102474-102474

    • DOI

      10.1016/j.jflm.2022.102474

    • 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] Hypothermic death resulting from extreme freezing with characteristic postmortem computed tomography findings: A case report and review of the literature2023

    • 著者名/発表者名
      Tokue Hiroyuki、Sano Rie、Takahashi Yoichiro、Hayakawa Akira、Fukuda Haruki、Tokue Azusa、Kominato Yoshihiko、Tsushima Yoshito
    • 雑誌名

      Radiology Case Reports

      巻: 18 号: 4 ページ: 1423-1426

    • DOI

      10.1016/j.radcr.2023.01.007

    • 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 / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Emergence of an erythroid cell-specific regulatory region in ABO intron 1 attributable to A- or B-antigen expression on erythrocytes in Hominoidea2023

    • 著者名/発表者名
      Sano Rie、Fukuda Haruki、Kubo Rieko、Oishi Takao、Miyabe-Nishiwaki Takako、Kaneko Akihisa、Masato Haruhisa、Takahashi Yoichiro、Hayakawa Akira、Yazawa Shin、Kominato Yoshihiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 4947-4947

    • DOI

      10.1038/s41598-023-31961-6

    • 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 / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acute subdural hematoma caused by rupture of a mycotic aneurysm due to meningitis associated with infectious endocarditis: comparison of autopsy findings with postmortem computed tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Haruki、Hayakawa Akira、Takahashi Yoichiro、Komatsu Yuka、Kawamura Miki、Kubo Rieko、Tokue Hiroyuki、Kominato Yoshihiko、Sano Rie
    • 雑誌名

      Forensic Science, Medicine and Pathology

      巻: - 号: 2 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1007/s12024-023-00640-3

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Corrigendum to “Investigation of the applicability of virtual gastroscopy based on postmortem computed tomography to detect changes in the stomach, along with reports of three rare cases” [Legal Med. 52 (2021) 101898]2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Haruki、Sano Rie、Hayakawa Akira、Takahashi Yoichiro、Okawa Takafumi、Kubo Rieko、Takei Hiroyuki、Awata Sachiko、Tokue Hiroyuki、Akuzawa Hisashi、Yuasa Masahiro、Kominato Yoshihiko
    • 雑誌名

      Legal Medicine

      巻: 63 ページ: 102219-102219

    • DOI

      10.1016/j.legalmed.2023.102219

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Usefulness of virtual reassembly of the skull and spine in cases of fragmentation due to high-energy trauma: A feasibility study2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Haruki、Hayakawa Akira、Tokue Hiroyuki、Takahashi Yoichiro、Kominato Yoshihiko、Sano Rie
    • 雑誌名

      Legal Medicine

      巻: 64 ページ: 102281-102281

    • DOI

      10.1016/j.legalmed.2023.102281

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Postmortem genetic analysis of 17 sudden cardiac deaths identified nonsense and frameshift variants in two cases of arrhythmogenic cardiomyopathy2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yoichiro、Fukuda Haruki、Hayakawa Akira、Sano Rie、Kubo Rieko、Kawabata-Iwakawa Reika、Nakajima Tadashi、Ishige Takashi、Tokue Hiroyuki、Asano Kazuya、Seki Tomohiro、Hsiao Yi-Yang、Ishizawa Fujio、Takei Hiroyuki、Kominato Yoshihiko
    • 雑誌名

      International Journal of Legal Medicine

      巻: 137 号: 6 ページ: 1927-1937

    • DOI

      10.1007/s00414-023-03037-7

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioprotective role of platelet-derived microvesicles in hypothermia: Insight into the differential characteristics of peripheral and splenic platelets2023

    • 著者名/発表者名
      Horioka Kie、Tanaka Hiroki、Okaba Keisuke、Yamada Shinnosuke、Hayakawa Akira、Ishii Namiko、Motomura Ayumi、Inoue Hiroyuki、Takauji Shuhei、Isozaki Shotaro、Ogawa Katsuhiro、Yajima Daisuke、Druid Henrik、Pakanen Lasse、Porvari Katja
    • 雑誌名

      Thrombosis Research

      巻: 223 ページ: 155-167

    • DOI

      10.1016/j.thromres.2023.01.006

    • 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 / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Usefulness of a tissue optical clearing technique for forensic autopsy2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yoichiro、Hayakawa Akira、Sano Rie、Fukuda Haruki、Kubo Rieko、Tokue Hiroyuki、Okawa Takafumi、Kawamura Miki、Kominato Yoshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Forensic Sciences

      巻: - 号: 3 ページ: 1124-1131

    • DOI

      10.1111/1556-4029.14995

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 骨髄異形成症候群におけるABO式血液型抗原量低下の原因解明2022

    • 著者名/発表者名
      早川 輝,佐野 利恵,高橋 遥一郎,大川 貴史,窪 理英子,原田 恩,福田 治紀,小湊 慶彦
    • 雑誌名

      DNA多型

      巻: 30 ページ: 100-102

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 画像診断と病理 左冠動脈肺動脈起始症2022

    • 著者名/発表者名
      徳江 浩之,対馬 義人,佐野 利恵,高橋 遥一郎,早川 輝,福田 治紀,小湊 慶彦
    • 雑誌名

      画像診断

      巻: 42 ページ: 710-711

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AおよびB両抗原の減弱がみられたAB型骨髄異形成症候群の1例2022

    • 著者名/発表者名
      石川 怜依奈,丸橋 隆行,須佐 梢,西本 奈津美,岩原 かなえ,後藤 秀樹,石川 治,早川 輝,高橋 遥一郎,佐野 利恵,小湊 慶彦,横濱 章彦
    • 雑誌名

      日本輸血細胞治療学会誌

      巻: 68 ページ: 469-480

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of blood group A antigen on erythrocytes in a patient with myelodysplastic syndrome harboring somatic mutations in <i>RUNX1</i> and <i>GATA2</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Akira、Sano Rie、Takahashi Yoichiro、Okawa Takafumi、Kubo Rieko、Harada Megumi、Fukuda Haruki、Yokohama Akihiko、Handa Hiroshi、Kawabata‐Iwakawa Reika、Tsuneyama Hatsue、Tsukada Junichi、Kominato Yoshihiko
    • 雑誌名

      Transfusion

      巻: 62 号: 2 ページ: 469-480

    • DOI

      10.1111/trf.16766

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 剖検及び死後CTの所見の比較-感染性脳動脈瘤破裂に基づく急性硬膜下血腫の一事例を通して-2023

    • 著者名/発表者名
      福田治紀,早川 輝,高橋遥一郎,佐野利恵,窪理英子,徳江浩之,小湊慶彦
    • 学会等名
      第23回法医画像勉強会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 断片化した頭蓋骨・脊椎の仮想再構築2023

    • 著者名/発表者名
      福田治紀,早川 輝,高橋遥一郎,佐野利恵,窪理英子,徳江浩之,小湊慶彦
    • 学会等名
      第23回法医画像勉強会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] サル赤血球上のABO式血液型抗原発現がABO遺伝子第1イントロンの分子進化により規定される-ABO式組織型はいつどのように血液型になったか-.2022

    • 著者名/発表者名
      福田治紀,佐野利恵,窪理英子,大石高生,宮部貴子,兼子明久,高橋遥一郎,早川 輝,矢澤 伸,小湊慶彦
    • 学会等名
      日本DNA多型学会第31回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 特徴的な死後CT画像を呈したベンジン嚥下症例2022

    • 著者名/発表者名
      徳江浩之,佐野利恵,早川 輝,高橋遥一郎,福田治紀,小湊慶彦,対馬義人
    • 学会等名
      第90次日本法医学会学術関東地方会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 腹部への鈍的外傷によりS状結腸部分拡張部の破裂を来した小児の1例2022

    • 著者名/発表者名
      福田治紀,佐野利恵,早川 輝,高橋遥一郎,窪理英子,武井宏行,徳江浩之,小湊慶彦
    • 学会等名
      第69回北関東医学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 特徴的な多発性脳梗塞巣を認めた自殺の一剖検例2022

    • 著者名/発表者名
      高橋遥一郎,早川 輝,佐野利恵,福田治紀,窪 理英子,小湊慶彦
    • 学会等名
      第63回日本神経病理学会総会学術研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 法医解剖における組織透明化手法の有用性2022

    • 著者名/発表者名
      高橋遥一郎,早川 輝,佐野利恵,福田治紀,窪 理英子,徳江浩之,大川貴史,川村美樹,小湊慶彦
    • 学会等名
      第106次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 腹部への鈍的外傷によりS状結腸部分拡張部の破裂を来した小児の1例2022

    • 著者名/発表者名
      福田治紀,佐野利恵,高橋遥一郎,早川 輝,窪 理英子,武井宏行,粟田さち子,徳江浩之,小湊慶彦
    • 学会等名
      第106次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 腫瘍マーカーCA19-9による癌診断の精度向上に必須なFUT3遺伝子の迅速検査法2022

    • 著者名/発表者名
      佐野利恵,矢澤 伸,窪 理英子,高橋遥一郎,早川 輝,福田治紀,大川貴史,小湊慶彦
    • 学会等名
      第106次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of the underlying mechanism responsible for blood group ABO antigen reduction on erythrocytes in patients with myelodysplastic syndrome2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Hayakawa,Rie Sano,Yoichiro Takahashi,Takafumi Okawa,Rieko Kubo,Megumi Harada,Haruki Fukuda,Akihiko Yokohama,Hiroshi Handa,Reika Kawabata‐Iwakawa,Hatsue Tsuneyama,Junichi Tsukada,Yoshihiko Kominato
    • 学会等名
      The 37th International congress of the International Society of Blood Transfusion (ISBT2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ABO式血液型抗原量低下を示した骨髄異形成症候群の機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      早川 輝,佐野利恵,高橋遥一郎,大川貴史,窪 理英子,原田 恩,福田治紀,横濱章彦,半田 寛,川端麗香,常山初江,塚田順一,小湊慶彦
    • 学会等名
      第70回日本輸血・細胞治療学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Post-traumatic cerebral infarction caused by thrombus in the middle cerebral artery2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Hayakawa,Rie Sano,Yoichiro Takahashi,Haruki Fukuda,Yoshihiko Kominato
    • 学会等名
      The 21st Nordic Conference on Forensic Medicine (NCFM) and the 6th Annual Meeting of the Nordic Association of Forensic Toxicologists (NAFT)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rewarming from accidental hypothermia enhances whole blood clotting properties in a murine model2022

    • 著者名/発表者名
      Kie Horioka,Hiroki Tanaka,Shotaro Isozaki,Akira Hayakawa,Shuhei Takauji,Henrik Druid
    • 学会等名
      The 21st Nordic Conference on Forensic Medicine (NCFM) and the 6th Annual Meeting of the Nordic Association of Forensic Toxicologists (NAFT)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heat stress induces fatty liver in a mouse model of heat stroke2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tanaka,Takahiro Deguchi,Kie Horioka,Akira Hayakawa,Shuhei Takauji,Shotaro Isozaki,Henrik Druid
    • 学会等名
      The 21st Nordic Conference on Forensic Medicine (NCFM) and the 6th Annual Meeting of the Nordic Association of Forensic Toxicologists (NAFT)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular pathological elucidation of frostbite using mouse model2022

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Isozaki,Hiroki Tanaka,Kie Horioka,Hiroaki Konishi,Akira Hayakawa,Shin Kashima,Henrik Druid
    • 学会等名
      The 21st Nordic Conference on Forensic Medicine (NCFM) and the 6th Annual Meeting of the Nordic Association of Forensic Toxicologists (NAFT)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Death Investigation System in Japan.2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Hayakawa
    • 学会等名
      The National Board of Forensic Medicine Stockholm
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 組織透明化手法を導入した死後画像検査の試み2022

    • 著者名/発表者名
      高橋遥一郎,早川 輝,佐野利恵,福田治紀,窪 理英子,徳江浩之,小湊慶彦
    • 学会等名
      第21回法医画像勉強会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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