| 研究課題/領域番号 |
15K01630
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| 研究機関 | 東京慈恵会医科大学 |
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研究代表者 |
山口 眞紀 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (30271315)
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| 研究分担者 |
竹森 重 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (20179675)
大城戸 真喜子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (30287304)
山内 秀樹 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (60220224)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 心肥大 / ポリアミン / 不整脈 |
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| 研究実績の概要 |
１）心肥大時に増加するポリアミンの心筋細胞の興奮性に対する作用
心肥大時に増加する細胞増殖因子ポリアミンが心筋の興奮性にどのような影響を及ぼすかを調べるための単離心筋細胞を用いて細胞外液にポリアミンを添加したときの心筋興奮性の変化を解析した。単離心筋細胞を浸す人工細胞外液にスペルミン1mM～10mMを添加し、細胞内カルシウム濃度を蛍光カルシウム指示薬fluo4を用いて調べたところ、①単離心筋細胞の細胞内カルシウム濃度の増加および②自発的なカルシウムトランジェント頻度の増加が観察された。またこのときの膜電位変化を膜電位感受性色素であるDi-4 ANNEPSを用いて観察したところ、スペルミン添加による膜電位の変化は観察されなかった。これより、細胞外液に添加したスペルミンは、細胞外からのカルシウム流入によるのではなく、心筋細胞内筋小胞体からのカルシウム放出により細胞内カルシウム動態の変化を誘発する可能性が示唆された。
２）心肥大時に増加するポリアミンの心筋細胞の興奮性に対する作用の生体実験に向けての予備実験
ポリアミンの心筋興奮性に対する作用を生体内で検出するための予備実験として、運動負荷前の心電図を動物（ラット）から再現性良く採取する方法を検討するとともにポリアミン調整食のポリアミン濃度や摂取量を検討した。
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| 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
１）運動負荷により心肥大を起こした動物から心電図を取得して異常の有無を検出する実験を推進する予定であったが、新規に導入した操作性のよい心電図測定装置を実験に用いることとなったため、パラメータの設定や、心電図データを再現性良く取得する方法を検討するとともに、CT画像測定による心肥大の評価方法も入念に検討したため、本格的な実験の実施は来年度に繰り越しとなった。
２）２７年度に予定していた運動負荷による心肥大経過と興奮性についての動物実験を２８年度に予定していたポリアミン調整食を与えた際の心肥大経過と興奮特性を調べる実験とを同時に行うことに計画を変更したため、ポリアミン調整食の濃度の検討などに今年度は時間を費やした。
３）単離心筋細胞へのスペルミン添加の実験においてこれまでに想定していたカリウムチャネルの他に、スペルミンがカルシウム感受性受容体刺激により細胞内メッセンジャー系を介して膜電位の関与なしに細胞内カルシウム動態を修飾する可能性が見出された。この知見はポリアミンの心臓に対する効果が心電図で検出されるもの以外にも顕れることを示唆する重要なものであり学問的にも価値が高いためこの現象についてのポリアミン濃度ー効果関係や作用の時間経過などの探求に時間をかけた。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）動物を用いた運動負荷/ポリアミン調整食摂取による心肥大と興奮性変化の経過観察
動物を、対照群、高ポリアミン食摂取群、運動群、高ポリアミン食摂取＋運動群にわけて、1クール毎に各群３匹ずつ２か月間飼育する。運動は回転車輪による自発走にて行わせる。高ポリアミン食は通常餌にプトレシンを0.05％加えて調整する。摂餌量は各群で差がないようにコントロールする。実験開始前にCT画像取得により心臓の大きさを計測する。また心電図を取得し、実験前のQRS波の大きさおよびQT時間等を計測しておく。また採血により平常時の血中ポリアミン濃度を測っておく。実験開始後1か月目および2か月目にCT画像取得と心電図取得および採血によるポリアミン濃度測定を行う。この時点で心肥大が確認されたら動物から心臓を摘出し、心肥大のシグナル分子の発現量・代謝特性・細胞膜電位測定・細胞内カルシウム濃度測定・心筋細胞内ポリアミン濃度測定を行う。
２）単離心筋細胞に対するスペルミンの効果を調べる実験を引き続き継続する。27年度に得られた結果は、Wangら（2001）により報告された、「スペルミンがカルシウム感受性受容体の作動薬として働き、細胞内メッセンジャーを介して筋小胞体からカルシウムを放出する」という知見と合致し、当初想定していたポリアミンのカリウムチャネルへの細胞内からの作用に加えて細胞外からのカルシウム感受性受容体を介する効果が共存する可能性がある。したがってこの作用を追及する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
運動負荷実験をポリアミン調整食添加実験と同時に行うことに変更したため、今年の予算に含んでいた分の動物購入の費用と飼育代を来年度に繰り越した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
主にラット（5000円/匹×20匹分＝100000円）およびハムスター（3000円/匹×20匹分＝60000円）の購入および飼育代（12000円）とポリアミン測定用カラム・試薬代（67000円）に用いる。
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