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2018 年度 実施状況報告書

ケージド化合物光分解による心臓の機能的合胞性破綻 -不整脈の発生臨界領域の探索-

研究課題

研究課題/領域番号 18K19459
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 熊本 康昭  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30611727)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード不整脈 / ケージド化合物 / 光刺激
研究実績の概要

本研究では、心室頻拍・細動などの致死性不整脈が心臓の「どこで」「どの程度の拡がりで」異常な興奮伝導が生じれば惹起されるのかを明らかにするために、ラットの単層培養心筋細胞組織を対象として光による「異常な興奮伝導組織」を作成し、これに伴う興奮伝導異常の心臓組織の波及の有無を光学的に捉えることを試みた。先ず、光刺激システムの構築を行った。現有の実体蛍光顕微鏡システムの光軸に対して斜め約45度から直径0.1 mmから5mmに亘る領域に1ミリ秒から10ミリ秒幅のLED閃光照射を様々な頻度(0.5 Hzから3 Hz)で与えるシステムを構築した。光学システムの構築の後、新生仔ラット心筋単層培養組織にケージド化合物を負荷し、光照射の領域や出力の増減による組織の応答を検討した。心筋培養組織にカルシウム蛍光プローブfluo-8/AMを負荷し、毎秒100コマの速度で蛍光画像を取得、種々の頻度で電気刺激することにより、刺激に応じて生じた興奮(カルシウムトランジェント)が刺激部からほぼ均一に伝導することを確認した。この状態で閃光刺激を行いカルシウムトランジェントによる伝導様式の変化を観察した。閃光照射では、fluo-8蛍光から照射領域の興奮伝導の低下が観察され、同領域を中心に旋回性の異常伝導が生じるか否かを検討したが、これまでの予備実験では、閃光刺激前後の心筋組織のfluo8蛍光強度に有意な変化は観察されなかった。これまでのところ、閃光刺激システムの光量が不十分であることが示唆され、光刺激システムの改善などさらなる検討が必要である。

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

単層心筋細胞組織の作成、興奮伝導の観察についてはこれまでの経験から問題なく達成できたが、光学系の構築に難渋し、また時間を要し、実験に充てる充分な時間が確保できなかったため。

今後の研究の推進方策

閃光刺激プローブを心筋組織の蛍光観察の妨げにならないように可能な限り近接させる工夫や、高輝度のLED光源への変更キセノンフラッシュランプへの変更などを試みる。

次年度使用額が生じた理由

光学システムの構築に難渋し、実験に充てる時間が不十分となり実験消耗品の購入が予定を下回ったため。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Bioconjugation strategy for cell surface labeling with gold nanostructures designed for highly localized pH measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Puppulin L, Hosogi S, Sun H, Matsuo K, Inui T, Kumamoto Y, Suzaki T, Tanaka H, Marunaka Y.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 5278

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07726-5.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Label-free evaluation of myocardial infarct in surgically excised ventricular myocardium by Raman spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T, Minamikawa T, Harada Y, Yamaoka Y, Tanaka H, Yaku H, Takamatsu T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 14671

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33025-6.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Label-free molecular imaging and analysis by Raman spectroscopy2018

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

      Acta Histochemica et Cytochemica

      巻: 51 ページ: 101, 110

    • DOI

      10.1267/ahc.18019. Epub 2018 Jun 20

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Non-uniform calcium dynamics of the atrial cells and Purkinje fibers with references to T tubules2018

    • 著者名/発表者名
      Hideo Tanaka, Taka-aki Matsuyama
    • 学会等名
      The 2nd JCS Council Forum on Basic Cardiovascular Research
    • 国際学会
  • [学会発表] Serious heart failure associated with non-compaction cardiomyopathy in a baby of double outlet of right ventricule with left isomerism2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama T, Yamaguchi M, Hasegawa T, Ho SY, Hosoi H, Tanaka H.
    • 学会等名
      Weinstein 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 光学顕微鏡の使い方2018

    • 著者名/発表者名
      田中秀央
    • 学会等名
      第43回組織化学講習会
    • 招待講演
  • [学会発表] カルシウムパラドックスによる心筋拘縮 ラット灌流心における心筋カルシウム動態と細胞構造の解析2018

    • 著者名/発表者名
      万井広基、田中秀央
    • 学会等名
      生理学研究所研究会2018 「心臓・血管系の頑健性と精緻な制御を支える分子基盤の統合的解明」
  • [図書] 実験医学増刊「心不全のサイエンス」2019

    • 著者名/発表者名
      田中秀央
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      978-4-7581-0377-0
  • [図書] 組織細胞化学20182018

    • 著者名/発表者名
      原田義規、田中秀央
    • 総ページ数
      232
    • 出版者
      日本組織細胞化学会

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公開日: 2019-12-27  

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