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本研究は、CFTRの関わる虚血心筋保護効果のメカニズムを明らかにし、虚血・再灌流傷害の発生の仕組みとその防御の仕組みへの理解に貢献することを最終目的としており、本申請ではこの保護効果が虚血によるCFTR発現増とそれに伴う細胞容積調節能の顕現化によることを確認することを目的としている。これまで、CFTR活性化剤としてPKAとPKCの活性化剤の両方の同時投与が梗塞サイズを小さくし保護効果を示すこと、また、その投与方法は虚血前投与に引き続く持続投与だけでなく、再灌流開始時のみの投与でも効果が得られることを示してきていた。しかし、PKAやPKCのターゲットとなる分子は他にも多数あり、CFTRによる保護効果であることを特定できていなかった。昨年度は、CFTRが虚血・再灌流傷害防御に重要な因子であることを確定するために、薬理学的およびCFTRノックアウト(KO)および野生型マウスを用いる虚血・再灌流in vivo実験により研究を進めた。その結果、PKAとPKC活性化剤の同時投与と同様の効果が、他のCFTR活性化剤であるgenisteinを再灌流時に投与することによっても得られ、一方、CFTRを特異的に阻害する阻害剤の投与実験およびCFTR KOマウスでの実験では、いずれも梗塞サイズがvehicleに比べ大きくなることを確認した。更に、KOマウスへのgenistein投与は期待通り保護効果を失った。これら一連の結果は、CFTRが虚血・再灌流傷害防御に重要な因子であることを示している。しかし、KOマウスへのPKAとPKCの両活性化剤の投与は梗塞サイズを小さくし矛盾する結果となった。本年度は後述の矛盾した結果に対する説明を加えるための実験を引き続き行う。また、培養細胞H9c2で疑似虚血刺激として高NaCl高浸透圧溶液で細胞をインキュベーションすることでCFTRタンパク質の発現を促すことを確認した。この虚血刺激に関する詳細な条件について更に検討を加え、メカニズムの解明に向けた実験に適用し研究を展開する。
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