虚血心筋ミトコンドリアの収縮力保持作用と新強心薬開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10672160
• 研究機関: 愛知医科大学
• 研究代表者: 堀田 芳弘 愛知医科大学, 医学部, 助教授 (40109757)
• 研究分担者: 村上 英嗣 愛知医科大学, 医学部, 講師 (80131225) ; 矢島 道夫 愛知医科大学, 医学部, 講師 (50065596) ; 石川 直久 愛知医科大学, 医学部, 教授 (80109321) ; 川井 範夫 愛知医科大学, 医学部, 助教授 (50095535)
• キーワード: Ischemia-reperfusion injury / ^<31>P-NMR / Fluorometry / EPR / Myocardial mitochondria / c(e)NOS / Na-H exchange inhibitor / NO-releasing drug

研究概要

心筋の収縮力とミトコンドリア(Mito)機能の関係を主に検討した。
1. Langendorff心臓(LN心臓)の灌流停止による急性ポンプ不全の発生、再灌流による高エネルギーリン酸、電解質動態の変化をNMR、Fluorometryにより非踏襲的に測定した。Na-H交換阻害薬(NHI)の投与により心停止前と再灌流後の収縮力(LVDP)の回復力は、80%以上(無投与群30%)の高い値を示し、虚血後半のCa増大を抑制し、ATPの存在を認め、再灌流中の回復も早かった。これらの結果より虚血再灌流障害に、Mito機能の重要性が認められた
2. Mito内のCa増大はNOプレカーサーL-Argにより調節機序が働いている様に抑制された。そこでMitoのタンパク質のウエスタンブロット法を行いc(e)NOSの存在を確定した。このNOSは虚血再灌流時に重要であるとの結果を得た。更にMitoへのNOSの組み込み、分布について抗体を用いた電顕測定の結果、イオン動態に関係する内膜に存在することがより明らかとなった。
3. 灌流Ca感受性蛍光試薬負荷Mito標本において高濃度処理後の生理濃度外液Ca、外液pHの変化によりMito内Caは急上昇し、Mitoレベルでの虚血再灌流障害を示している。このときに発生する・O_2、NO・ラジカルの発生についてEPRを用いて確認し定量した。これらの結果をEur J Pharmacolに報告した。これらの上昇はLN心臓において回復力の改善を示した薬物(NHIなど)で抑制された。これについてLN心臓とMito標本に関しての2報にまとめJ Cardiovasc Pharmacolに投稿中である。
4. 科研費で購入したNO電極(インターメディカル)によりLN心臓で心拍に同期したトランジェントのNO・を測定することができ、その大きさはL-Argで増大、NOS阻害剤L-NMMAで減少した。この方法を虚血再灌流中に応用し、どの時点でNOSが活性化するのかCa^<2+>イオンと共に測定した。一部を薬理学年会(3月、横浜)でNO放出剤FK409のLVDP回復の増大効果と共に報告する。
5. 更に、呼吸(pO_2)とNO・の変化を、Ca^<2+>、H^+、収縮力とを同時に測定し、ラジカルの関与などから、急性心収縮力低下や随伴する細胞壊死(アポトーシス)とMito機能との関係を、H^+を中心とするATP産生系、Ca^<2+>などの電解質動態、、電子伝達系における関係などから明らかにしたい。

研究成果

• [文献書誌] Hotta Y. et al.: "Protective role of nitric oxide synthase against ischemia-reperfusion injury in guinea pig myocardial mitochondria."European Journal of Pharmacology. 380. 37-48 (1999)
• [文献書誌] Liu W. et al.: "4-hydroxynonenal induces a cellular redox status-related activation of the caspase cascade for apoptotic cell death."J Cell Sci.. 113. 635-641 (2000)
• [文献書誌] Ossama H. et al.: "Quantification and localization of neuropeptide Y in the pulmonary edema froth."Exp Lung Research.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Hotta Y. et al.: "Protective role of nitric oxide synthase in mitochondria against ischemia-reperfusion injuryin guinea-pig hearts."The Japanese Journal of Pharmacology. 76. 613 (1998)
• [文献書誌] Ishikawa, N. et al.: "Effect of SM-20550, a selective Na^+-H^+ exchange inhibitor, on cytosolic ionic and energy milieu change to ischemia/reperfusion injured hearts."The Japanese Journal of Pharmacology. 79. 174 (1999)
• [文献書誌] Hotta Y. et al.: "Protective role of nitric oxide synthase in myocardial mitochondria against ischemia-reperfusion injury in guinea pig."The Japanese Journal of Pharmacology. 79. 175 (1999)
• [文献書誌] Yajima, M. et al.: "Difference in vascular effects of Na+-H+ exchange inhibitors."The Japanese Journal of Pharmacology. 79. 210 (1999)
• [文献書誌] 劉偉ら: "4-hydroxynonenal(HNE)によるEGF受容体とMAPキナーゼの活性化"日薬理誌. (2000)
• [文献書誌] Cao Y. et al.: "Protective effects of FK409, a nevel NO donor, against postischemic myocardial dysfunction in guinea-pig hearts."The Japanese Journal of Pharmacology. (発表予定). 296 (2000)
• [文献書誌] Hotta, Y. et al.: "Measurement of the amount of myocardial Ca^<2+> and NO・ during ischemia/reperfusion inguinea-pig heart."The Japanese Journal of Pharmacology. (発表予定). 297 (2000)