培養ヒト骨格筋細胞を用いた運動誘発性横紋筋疾患の発症予防と発症予測に関する研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10938
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 河本 昌志 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 教授 (40127642)
• 研究分担者: 佐伯 昇 広島大学, 病院(医), 講師 (30325170)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 悪性高熱症 / 骨格筋筋小胞体 / 1型リアノジン受容体 / 細胞内カルシウム調節 / ヒト培養骨格筋細胞 / ダントロレン / Ca-induced Ca release / 遺伝子導入

研究実績の概要

悪性高熱症（MH）素因を，スキンドファイバーを使用したCa-induced Ca release (CICR)速度の亢進の有無で判定し，この検査後の残余筋を培養し，CICR速度の亢進の有無で還流溶液の温度上昇によるCa動態を測定し，ダントロレンの温度上昇に対する抑制作用について検討した．MH原因遺伝子であるRYR1の変異を導入したHEK細胞についても検討した．
方法はMyotubesの培養，カルシウム蛍光指示薬によるCa2+動態の測定により行った．対象はMH素因検査での陽性者3名と正常者6名で，還流溶液（BSS）の温度を35℃～43℃まで変化させて，蛍光強度ratioの上昇率を，35℃のCaffeine刺激を100％として，各種刺激薬で測定した．
その結果，①温度上昇による影響は，1)灌流液の温度にratioは比例したが，2)ratioの上昇率はMH素因検査の有無で差はなかった．②HEK細胞では1)ratioはwild type，Ala4894ThrおよびArg2508Cysのすべてで上昇し，2）温度上昇によるRatioの上昇比率は3群間で有意差があり，3)ダントロレンは，HEK細胞における静止時のCa2+濃度低下作用に3群間で有意差を生じ，Arg2508Cysで最大であった．ダントロレンのCa低下作用における温度の影響は3群間で差はなかった．③ヒト培養骨格筋細胞では，RYR1遺伝子の変異のある培養骨格筋細胞でCICR速度の亢進が認められた．ダントロレンの43℃での作用は，すべての症例で35℃のときより大きかった．
以上のことより，環境温の上昇による骨格筋細胞内のCa濃度の上昇は，ヒト培養骨格筋細胞でもHEK細胞でも確認された．ダントロレンはHEK細胞でも培養骨格筋細胞でも，温度上昇によりCa濃度を低下させたことから，骨格筋細胞ではその予防投与による効果の可能性が示唆された．

研究成果

• [雑誌論文] Genetic and functional analysis of the RYR1 mutation p.Thr84Met revealed a susceptibility to malignant hyperthermia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kondo, Toshimichi Yasuda, Keiko Mukaida, Sachiko Otsuki, Rieko Kanzaki, Hirotsugu Miyoshi, Hiroshi Hamada, Nishino Ikuzo, Masashi Kawamoto.
  • 雑誌名: J Anesth 巻: 32 ページ: 174-181
  • DOI: 10.1007/s00540-018-2451-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Myotoxicity of local anesthetics is equivalent in individuals with and without predisposition to malignant hyperthermia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Otsuki, Toshimichi Yasuda, Keiko Mukaida, Yuko Noda, Rieko Kanzaki, Hirotsugu Miyoshi, Takashi Kondo, Hiroshi Hamada, Masashi Kawamoto.
  • 雑誌名: J Anesth 巻: 32 ページ: 616-623
  • DOI: 10.1007/s00540-018-2526-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Next-generation Sequencing of RYR1 and CACNA1S in Malignant Hyperthermia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Rieko Kanzaki, Hiroyuki Morino, Ryosuke Ohsawa, Toshimichi Yasuda, Masashi Kawamoto, Hideshi Kawakami.
  • 学会等名: For the Establishment of the Science of Resilience
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of dantrolene on calcium-induced calcium release from the sarcoplasmic reticulum in human skeletal skinned fibers. (2018)
  • 著者名/発表者名: Keiko Mukaida, Sachiko Otsuki, Takashi Kondo, Toshimichi Yasuda, Noboru Saeki, Hiroshi Hamada, Masashi Kawamoto.
  • 学会等名: Euroanaesthesia2018 (Copenhagen, Denmark)
  • 国際学会
• [学会発表] Evolution of malignant hyperthermia in Japan. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Otsuki, Keiko Mukaida, Hirotsugu Miyoshi, Toshimichi Yasuda, Hiroshi Hamada, Masashi Kawamoto.
  • 学会等名: Euroanaesthesia2018 (Copenhagen, Denmark)
  • 国際学会
• [備考] 悪性高熱症について
  • URL: https://home.hiroshima-u.ac.jp/anesth/mh/
• [備考] Malignant Hyperthermia
  • URL: https://home.hiroshima-u.ac.jp/anesth/mh/en/about.html