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2021 年度 実施状況報告書

肺静脈心筋の電気活動を選択的に抑制する薬理学的機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K07091
研究機関東邦大学

研究代表者

田中 光  東邦大学, 薬学部, 教授 (40236617)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード肺静脈心筋 / 自動能 / 活動電位 / イオンチャネル / トランスポーター / 細胞内カルシウム / 抗不整脈薬 / 心房細動
研究実績の概要

本研究の目的は、肺静脈心筋の電気的自発活動を選択的に抑制する薬理学的機序を見出し、心房細動の薬物治療および新規治療薬開発に資する知見を得ることである。昨年度、肺静脈心筋の電気的自発活動を抑制する機序として、細胞内カルシウムイオンと細胞膜のナトリウムカルシウム交換機構の連動による緩徐脱分極と、電位依存性ナトリウムチャネルの持続性成分による緩徐脱分極の2つを見出した。今年度はこれら2つの機序が正所性のペースメーカーである洞房結節のに及ぼす影響を検討した。
モルモット洞房結節組織票本および単離細胞標本において、細胞内カルシウムイオンキレーターであるBAPTA-AMの投与および細胞外液の低ナトリウム液への置換は、いずれも拍動数や官女脱分極を含む活動電位波形に変化をもたらさなかった。低ナトリウム液への置換の際には細胞内カルシウムイオン濃度のわずかな上昇が認められた。電位依存性ナトリウムチャネルの持続性電流成分を遮断するGS458967は、拍動数に影響を及ぼさなかった。免疫組織染色法により、ナトリウムカルシウム交換機構および電位依存性ナトリウムチャネルのタンパク質自体の存在は確認されている。これらの結果から、細胞内カルシウムイオンと細胞膜のナトリウムカルシウム交換機構の連動および電位依存性ナトリウムチャネルの持続性成分は、いずれも洞房結節の自発活動には関与しないことが明らかになった。
細胞内カルシウムイオン制御に深く関わる2つの細胞小器官であるミトコンドリアおよび小胞体の機能を観測する実験系をそれぞれ立ち上げた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度の検討により肺静脈心筋の自発活動に大きく寄与することが明らかになった2つの機序、細胞内カルシウムイオンと細胞膜のナトリウムカルシウム交換機構の連動および電位依存性ナトリウムチャネルの持続性成分は、いずれも洞房結節の自発活動には関与しないことが明らかになった。すなわち、これら2つの機序を抑制することで、肺静脈心筋の電気的自発活動を選択的に抑制することができることが明らかになった。

今後の研究の推進方策

これまでの研究で明らかになった肺静脈心筋の電気的自発活動を選択的に抑制する2つの機序が、不整脈に関連する病態モデル心筋において顕在化しているか否かを検討し、これらの機序の抑制が薬物治療として妥当か否かを実験的に明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

当初予定していたより安価に物品が購入出来たため、次年度使用額が生じてしまった。今後試薬などの消耗品として使用する予定。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Intracellular Ca2+-Mediated Mechanisms for the Pacemaker Depolarization of the Mouse and Guinea Pig Sinus Node Tissue2022

    • 著者名/発表者名
      Namekata Iyuki、Jitsukata Kento、Fukuda Ayumi、Odaka Ryosuke、Hamaguchi Shogo、Tanaka Hikaru
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 12 ページ: 377~377

    • DOI

      10.3390/biom12030377

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Positive Lusitropic Effect of Quercetin on Isolated Ventricular Myocardia from Normal and Streptozotocin-Induced Diabetic Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Hamaguchi Shogo、Abe Kohei、Komatsu Momoka、Kainuma Jun、Namekata Iyuki、Tanaka Hikaru
    • 雑誌名

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      巻: 44 ページ: 1894~1897

    • DOI

      10.1248/bpb.b21-00580

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Low Na+液がモルモット洞房結節の自発的な電気活動とCa2+動態に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      尾高椋介、濵口正悟、行方衣由紀、田中光
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
  • [学会発表] 心筋弛緩の薬理学的研究:弛緩を促進する天然由来化合物の探索2021

    • 著者名/発表者名
      田中光、行方衣由紀、濵口正悟、金江春奈、野口和雄
    • 学会等名
      第22回応用薬理シンポジウム
  • [学会発表] ATX-IIはNa+/Ca2+交換機構の逆方向回転モードの活性化を介して肺静脈心筋細胞の細胞内Na+およびCa2+濃度を上昇させる2021

    • 著者名/発表者名
      斎藤太郎、大場亜衣子、高野裕大、濵口正悟、行方衣由紀、田中光
    • 学会等名
      第30回日本バイオイメージング学会
  • [学会発表] 自発的 Ca2+ transient の発生における Na+/Ca2+ exchanger の役割 ―モルモット洞房結節細胞での検討―2021

    • 著者名/発表者名
      尾高椋介、濵口正悟、行方衣由紀、田中光
    • 学会等名
      第30回日本バイオイメージング学会
  • [学会発表] ショウガ辛味成分ショウガオールが骨格筋の運動機能の質に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      栗山恵弥、深井梨沙、宮園佳歩、泉佐和、山口真由、田中光、田中直子
    • 学会等名
      第30回日本バイオイメージング学会

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公開日: 2022-12-28  

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