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2016 年度 実施状況報告書

心房筋の横行小管の発現異常は心房細動の発生基質となるか

研究課題

研究課題/領域番号 15K08407
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

田中 秀央  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60236619)

研究分担者 山岡 禎久  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80405274) [辞退]
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード心房細動 / 横行小管 / カルシウム / 膜電位 / 伝導障害 / 蛍光顕微鏡 / 摘出灌流心 / 心房リモデリング
研究実績の概要

心筋細胞膜の陥入構造である横行小管(以下、T管)の空間的な不均一性が、心房内の電気的興奮伝導を遅延・不均一化させ心房細動の発生に寄与するか否かについて、ラットの摘出灌流心を用いて、心房筋組織の高速共焦点カルシウム動態解析ならびに組織形態解析を行うことにより検証を試みた。ラットの心房ではT管の発現が顕著に乏しく、これが心房の細胞内カルシウム動態の不均一化に関わっているものと示唆された。心房内のカルシウムイオン動態を細胞レベルで高速は可能であったが、同じ光学系でT管の微小構造を同時に観察することは、その空間分解能の低さのため困難であった。このためカルシウム動態とT管の分布との詳細な対応は困難と考えられた。そこでカルシウム動態を観察した後にT管を空間分解能の高い共焦点レーザ顕微鏡で観察することにした。健常なラットの心房筋ではT管は殆ど発現を認めず、その心房内不均一性に有意な差異は認めなかった。そこで観血的に僧帽弁逆流モデルのラットを作成し、心房を容量負荷に於き、同部の左心房のカルシウム動態観察と組織学的解析を行うことにした。本年度は僧帽弁逆流モデルラットの作成に取組み、左心房の有意な拡大をもたらすモデルが作成できるようになった。今後このラット心房のカルシウム動態解析とT管の発現や左房の線維化に空間的差異はないか、カルシウム動態や興奮伝導様式の異常や心房細動の易誘発性を検証していく予定である。

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

初年度問題となった高速共焦点レーザ顕微鏡による心房のカルシウム動態の蛍光が微弱であることについては新たなレーザー光源を導入し光学系の改変に月日を要した。また心房の容量負荷に於き、心房のT管のリモデリングを起こすために観血的に僧房弁逆流のラットモデルの作成に取り組んだ。このモデルラットの作成にも月日を要した。これらの理由から本研究課題の進捗状況はやや遅れ気味となっている。

今後の研究の推進方策

細胞レベルの心房カルシウム動態ならびにT管の組織形態学的解析を僧帽弁逆流ラット心を用いて行い、これらを正常の心房筋と比較することによりT管のリモデリングの程度や空間的不均一性、さらには心房細動の素地となりうる不均一なカルシウム動態や伝導遅延がどの部分で起こり易いかを検証し、心房細動の発生基質としてのT管リモデリングの役割を明らかにする。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Towards an integrated understanding of cardiac arrhythmogenesis - Growing roles of expermental pathology.2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H, Matsuyama T, Takamatsu T
    • 雑誌名

      Pathology International

      巻: 67 ページ: 8, 16

    • DOI

      10.1111/pin.12487

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Label-free detection of myocardial ischaemia in the perfused rat heart by spontaneous Raman spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Ohira S, Tanaka H, Harada Y, Minamikawa T, Kumamoto Y, Matoba S, Yaku H, Takamatsu T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 1, 9

    • DOI

      10.1038/srep42401

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Rapid and accurate peripheral nerve imaging by multipoint Raman Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Kumamoto Y, Harada Y, Tanaka H, Takamatsu T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 1, 10

    • DOI

      10.1038/s41598-017-00995-y

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly sensitive fluorescence detection of metastatic lymph nodes of gastric cancer with photo-oxidation of protoporphyrin IX2016

    • 著者名/発表者名
      Koizumi N, Harada Y, Beika M, Minamikawa T, Yamaoka Y, Dai P, Murayama Y, Yanagisawa A, Otsuji E, Tanaka H, Takamatsu T
    • 雑誌名

      European Jounal of Surgical Oncology

      巻: 42 ページ: 1236, 1246

    • DOI

      10.1016/j.ejso.2016.03.003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simplified and optimized multispectral imaging for 5-ALA-based fluorescence diagnosis of malignant lesions.2016

    • 著者名/発表者名
      Minamikawa T, Matsuo H, Kato Y, Harada Y, Otsuji E, Yanagisawa A, Tanaka H, Takamatsu T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 1, 9

    • DOI

      10.1038/srep25530

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 機能分子イメージングから探る不整脈の発生機序2017

    • 著者名/発表者名
      田中秀央
    • 学会等名
      第21回日本小児心電学会学術集会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2017-11-18 – 2017-11-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速共焦点レーザー顕微鏡でみた心筋梗塞後に残存するプルキンエ細胞の機能的変化2016

    • 著者名/発表者名
      松山高明、田中秀央、植田初江
    • 学会等名
      第38回心筋生検研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-27
  • [学会発表] ヒト心臓刺激伝導系組織の連続切片による立体画像再構築2016

    • 著者名/発表者名
      松山高明、原口亮、植田初江、田中秀央
    • 学会等名
      第57回日本組織細胞化学会
    • 発表場所
      三鷹市
    • 年月日
      2016-09-03 – 2016-09-04
  • [学会発表] Beat-to-beat variability of intracellular Ca2+ dynamics of Purkinje cells in the infarct border zone of the mouse heart revealed by rapid-scanning confocal microscopy.2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama T, Tanaka H, Takamatsu T.
    • 学会等名
      Frontiers in cardiovascular Biology 2016
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2016-07-08 – 2016-07-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards an integrated understanding of atrial arrhythmogenesis - Combined fluorescence imaging of excitation and the relevant histological analysis in perfused rat heart -2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama T, Tanaka H, Takamatsu T.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference 2016 Cardiac Regulatory Mechanism
    • 発表場所
      New London, NH, USA
    • 年月日
      2016-06-05 – 2016-06-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 心筋梗塞後に心内膜面に残存するプルキンエ細胞の高速カルシウムイメージング法による機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      松山高明、田中秀央、植田初江、髙松哲郎
    • 学会等名
      第105回日本病理学会総会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2016-05-12 – 2016-05-14
  • [学会発表] Raman分光法による心筋虚血の評価2016

    • 著者名/発表者名
      大平卓、原田義規、南川丈夫、髙松哲郎、夜久均、田中秀央
    • 学会等名
      第105回日本病理学会総会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2016-05-12 – 2016-05-14
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞は川崎病後の血管壁リモデリングの主役となるか - 家兎アレルギー血管炎モデルを用いた研究 -2016

    • 著者名/発表者名
      藤井麻衣子、濱岡建城、髙松哲郎、田中秀央
    • 学会等名
      第105回日本病理学会総会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2016-05-12 – 2016-05-14

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公開日: 2018-01-16  

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