研究課題
本研究では、従来にない全く新しい心機能改善法として「局所熱パルス照射」による心筋収縮力増強を提案し、マウスのin vivo局所に赤外レーザーを照射することによって心筋収縮構造（サルコメア）の収縮・弛緩を直接的に制御し、効率的でかつ安全性の高い次世代新疾患治療デバイスの基盤技術の開発に挑戦した。In vivoにおけるサルコメア長とCa2+濃度やその他の要素との同時計測を可能にするため、２光路系を備えたスピニングディスク型高速共焦点顕微鏡系の構築を行った。また、心室圧容積曲線（p-v ループ）との同時計測を可能にするカテーテル機器をin vivo顕微鏡システムに導入し、サルコメア長やCa2+濃度などの分子動態と心機能との関係を解析すると同時に生きた心臓に熱パルスを同時照射可能なシステムを構築した。膜染色試薬を用いてT管を染色した心臓において、T管をイメージングしつつ局所熱パルス照射を行った結果、生きた心臓においても熱パルス照射部位の心筋収縮を惹起できることを確認した。この結果は以前に単離心筋細胞で確認されたのと同様であり、本研究によって熱パルスによる心筋細胞制御の可能性が確認された。また熱パルス照射が心筋細胞にどのような影響を与えるか詳細に調べるため、in vivoサルコメア・Ca2+同時イメージングの前段階として、摘出心臓でのCa2+イメージング系を確立し、Ca2+ウェーブ発生初期の詳細な解析手法を開発して論文を発表した。またサルコメアイメージングに適した細胞内構造の蛍光標識手法を確立し、それらをまとめた論文を投稿中である。さらに拡張型心筋症モデルマウスのサルコメアおよびT管のin vivoイメージングを行い、野生型と病態マウスとの違いを解析中であり、今後は熱パルス照射によって病態マウスの心機能を改善することができるかをさらに調査していく予定である。
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Molecular Crystals and Liquid Crystals.
巻: 647 ページ: 127-150
10.1080/15421406.2017.1289445
