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正常及び異常心臓自動能に関する生理実験とシミュレーション研究

公募研究

研究領域統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
研究課題/領域番号 25136701
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関秋田大学

研究代表者

尾野 恭一  秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70185635)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2014年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2013年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード心臓自動能 / シミュレーション / 肺静脈 / イオンチャネル / 洞房結節
研究実績の概要

前年度までの研究結果より、ラット肺静脈心筋細胞のノルアドレナリン誘発自動能の発生機序について、私達は以下のような仮説を提唱している。すなわち、自動能発生にはα受容体、β受容体の両者が関与しており、α受容体刺激はIP3受容体からのCa放出を引き起こす。放出されたCaは近接するNa/Ca交換体により細胞外へ排出され、その際に膜を脱分極させ活動電位を惹起する。β受容体刺激はcAMP系を介してL型Caチャネルの活性化、リアノジン受容体の活性促進、筋小胞体のCaポンプ活性化を引き起こす。そのため、活動電位発生に伴う細胞内へのCa流入量が増加し、筋小胞体へのCa2+ 取り込みが増大する。これらの結果、Ca過剰負荷がもたらされ、再びIP3受容体を介してCa2+ が放出されて、次の活動電位発生のサイクルへと移行することになる。
本年度は、肺静脈心筋細胞の自動能をコンピュータ上で再現することを目的とし、立命館大学の天野教授らと具体的なモデル作成に着手した。既に報告されているいくつかの心筋細胞モデルを検証し、その中からラット心房筋の活動電位に最も近いLugoモデルをベースとして肺静脈心筋モデルを作成した。Lugoモデルに若干の修正を加える事で、静止電位が浅く、α及びβ受容体刺激で活動電位を発生するモデル細胞をつくることができたものの、実験で観察される細胞内Ca振動による自動能の再現には至らなかった。一方、心室筋モデルとして発表されたAsakuraモデルはCa誘発性Ca放出を再現できるなど細胞内Ca動態について改良が加えられており、本モデルにIP3受容体を組み込むことで、α刺激及びベータ刺激による細胞内Ca振動を部分的に再現することができた。今後、横行小管とIP3受容体、Na/Ca交換体の分布などを組み込むことにより肺静脈心筋の自動能をモデル上で再現したいと考えている。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Apnea during Cheyne-Stokes-like breathing detected by a piezoelectric sensor for screening of sleep disordered breathing.2015

    • 著者名/発表者名
      Koyama T, Sato S, Kanbayashi T, Kondo H, Watanabe H, Shimizu T, Ito H, Ono K.
    • 雑誌名

      Sleep and Biological Rhythms

      巻: 13 ページ: 57-67

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Involvement of endothelin-1 in adrenal catecholamine regulation.2014

    • 著者名/発表者名
      Murakami M, Nemoto T, Ohba T, Niwa H, Kushikata T, Ono K, Watanabe H, Hirota K.
    • 雑誌名

      Hirosaki Medical Journal

      巻: 65 ページ: 218-226

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhalation anesthesia is preferable for recording rat cardiac function using an electrocardiogram.2014

    • 著者名/発表者名
      Murakami M, Niwa H, Kushikata T, Watanabe H, Hirota K, Ono K, Ohba T.
    • 雑誌名

      Biological and Pharmaceutical Bulletin,

      巻: 37 ページ: 834-849

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 心臓の生理的自動能と異常自動能:イオンチャネルクロックとカルシウムクロック2014

    • 著者名/発表者名
      尾野恭一
    • 雑誌名

      臨牀と研究

      巻: 91 ページ: 851-854

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Pathological impact of hyperpolarization-activated chloride current peculiar to rat pulmonary vein cardiomyocytes.2014

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Y, Kawamura K, Nakamura Y, Ono K.
    • 雑誌名

      J Mol Cell Cardiol.

      巻: 66 ページ: 53-62

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2013.11.002

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhalation anesthesia is preferable for recording rat cardiac function using an electrocardiogram.2014

    • 著者名/発表者名
      Murakami M, Niwa H, Kushikata T, Watanabe H, Hirota K, Ono K, Ohba T.
    • 雑誌名

      Biol Pharm Bull.

      巻: 37 ページ: 834-839

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The mechanism of increased postnatal heart rate and sinoatrial node pacemaker activity in mice2013

    • 著者名/発表者名
      Adachi T, Shibata S, Okamoto Y, Sato S, Fujisawa S, Ohba T, Ono K.
    • 雑誌名

      J Physiol Sci

      巻: 63(2) 号: 2 ページ: 133-146

    • DOI

      10.1007/s12576-012-0248-1

    • NAID

      10031169597

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sildenafil prevents the up-regulation of transient receptor potential canonical channels in the development of cardiomyocyte hypertrophy.2013

    • 著者名/発表者名
      Kiso H, Ohba T, Iino K, Sato K, Terata Y, Murakami M, Ono K, Watanabe H, Ito H.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 436 号: 3 ページ: 514-518

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.06.002

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 肺静脈自動能と心房細動2015

    • 著者名/発表者名
      尾野恭一
    • 学会等名
      第30回日本心電学会・第32回日本不整脈学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 洞房結節のペースメーカ機転ーー心拍動のメカニズムーー2015

    • 著者名/発表者名
      尾野恭一
    • 学会等名
      第30回日本心電学会・第32回日本不整脈学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] モルモットの冠動脈および心機能に対するデクスメデトミジンの影響2015

    • 著者名/発表者名
      本郷麻衣子、藤澤進、大場貴喜、尾野恭一
    • 学会等名
      第92回日本生理学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ラット下食道括約筋におけるKATPチャネルの効果2015

    • 著者名/発表者名
      新保知規、藤澤進、大場貴喜、尾野恭一
    • 学会等名
      第92回日本生理学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 肺静脈心筋の潜在性自動能に関する電気生理学的研究とシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      尾野恭一
    • 学会等名
      新学術領域研究「統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用」第9回領域全体会議
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 第67回福岡不整脈同好会2014

    • 著者名/発表者名
      尾野 恭一
    • 学会等名
      心臓の生理的自動能と異常自動能
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Age-related effects of dexmedetomidine, an alpha-2 agonist, on coronary vasoactivity and cardiac function in guinea-pig hearts2014

    • 著者名/発表者名
      本郷麻依子、藤澤進、安達健、新保知規、柴田繁啓、大場貴喜、尾野恭一
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Postnatal change of heart rate and sinoatrial node pacemaker activity in mice2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Adachi, Shigehiro Shibata, Yosuke Okamoto, Shinichi Sato, Susumu Fujisawa,Takayoshi Ohba, Kyoichi Ono
    • 学会等名
      IUPS 2013
    • 発表場所
      Birmingham, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Arrhythmogenic nature of pulmonary vein cardiomyocytes2013

    • 著者名/発表者名
      Kyoichi Ono and Yosuke Okamoto
    • 学会等名
      多階層生体機能学第二回国際シンポジウム
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 生後発達に伴うマウス心拍数増加には自律神経系及び洞房結節細胞自身の内因性発火頻度の変化が関与している2013

    • 著者名/発表者名
      尾野 恭一
    • 学会等名
      東北生理談話会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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