心不全心筋の細胞内Ca^<2+>ハンドリングの異常と遺伝子発現の変化

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11670710
• 研究機関: 東京慈恵会医科大学
• 研究代表者: 関 晋吾 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (70179323)
• キーワード: calcium / hypertrophy / heart failure / sodium-calcium exchanger

研究概要

1 研究目的:心肥大から心不全への移行の機序および、心不全心筋におけるCa^<2+>ハンドリングの異常を解明するために、細胞内Ca^<2+>動態の動的生理学的研究を行なっている。Ca^<2+>感受性蛍光指示薬を負荷した摘出灌流心を用いて細胞内Ca^<2+>シグナルを測定し、正常心および後期圧負荷肥大心モデルのCa^<2+>ハンドリングの変化について比較検討した。
2 方法
1)心肥大・心不全モデルの作成。Dahl食塩感受性ラットに6週令より高塩分食を与え、17週令にて後期圧負荷肥大心モデルとして実験に供した。対照として同週令のDahl食塩抵抗性ラットを用いた。
2)摘出心灌流標本による収縮性と細胞内Ca^<2+>動態([Ca^<2+>]i)の測定。摘出心をLangendorff法にて定流灌流した。[Ca^<2+>]iは指示薬4μ Mfura-2AMを経冠動脈的に心筋に負荷し,340nm/380nmのUV励起光による500nmの蛍光強度比を、光ファイバー照射測光ユニット(日本分光CAF110)を用いて測定。Ca^<2+>transientと左室圧を対照群,肥大心群について比較検討した。
3)低Na^+溶液灌流による[Ca^<2+>]iの評価。通常のTyrode溶液より低Na^+溶液(70mM:TRISにて置換)に2分間変換した。Na^+/Ca^<2+>交換系のreverse modeおよび筋小胞体を介したCa^<2+>の流入・放出に伴う、一過性の[Ca^<2+>]i増加によるfura-2シグナルの、立ち上がり時間、減衰時間を測定し比較検討した。さらにCaffeine含有の灌流下にて低Na^+灌流を行い、Na^+/Ca^<2+>交換系機能の選択的な評価を試みた。
3 結果および結論
1)血圧。Dahl食塩感受性ラットの肥大心では血圧は191±29mmHg(対照:123±6)と有意に上昇し、心体重比も有意に増加した(肥大:6.5±0.3、対照:4.1±0.1)。
2)[Ca^<2+>]i。低Na^+灌流による[Ca^<2+>]iの立ち上がり時間、減衰時間については、後期肥大心においては有意な延長が認められ、Ca^<2+>調節機構の機能低下が示唆された。Caffeinc灌流下においても同様の傾向がみられ、交換系の機能についても低下している可能性が示唆された。さらにCa^<2+>ハンドリングについてはCa-force-frequency relationshipについても検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Miyoshi K,Seki S et al.: "Effects of magnesium and its mechanism on the incidence of reperfusion arrhythmias following severe ischemia in isolated rat hearts."Cardiovasc Drugs Ther. 14. 623-631 (2000)
• [文献書誌] Seki S,Mochizuki S et al.: "Alterations in Ca handling in isolated hypertrophied hearts from Dahl salt-sensitive rats."J Mol Cell Cardiol. 26suppl. A100 (2000)
• [文献書誌] Seki S,Takeda H et al.: "Inhibition of reverse mode of Na^+/Ca^<2+> exchanger by KB-R 7943 reduces Ca^<2+>overload in ischaemia-reperfused rat hearts."Eur.Heart J.. 21suppl. 476 (2000)
• [文献書誌] Okumura H,Seki S et al.: "Na^+/Ca^<2+>exchanger and protective effect of ischemic preconditioning in perfused rat hearts."Jikeikai Med J. 47. 153-166 (2000)
• [文献書誌] 岡崎史子,関晋吾 他: "ラット摘出灌流心におけるNa^+/Ca^<2+>交換系のreverse,forward modeに対する低酸素の影響"慈恵医大誌. 115. 209-217 (2000)
• [文献書誌] 永田晶子,関晋吾: "実験的糖尿病性心臓の虚血耐性における細胞内Ca^<2+>過負荷軽減とNa^+/H^+交換系の役割"慈恵医大誌. 115. 245-255 (2000)