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2020 年度 実施状況報告書

遺伝性不整脈を呈する変異体Nav1.5チャネルに対する揮発性麻酔薬の修飾作用

研究課題

研究課題/領域番号 20K09241
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

福島 豊  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (10422891)

研究分担者 北川 裕利  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (50252391)
小嶋 亜希子  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (50447877)
松浦 博  滋賀医科大学, 医学部, 理事 (60238962)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード揮発性麻酔薬 / デスフルラン / Nav1.5チャネル / 遺伝性不整脈 / LQT3 / 麻酔
研究実績の概要

先天性QT延長症候群(先天性LQT)やBrugada症候群などの遺伝性不整脈は、心臓イオンチャネルタンパク質の発現をコードする遺伝子の変異に伴ってイオンチャネルの様々な機能障害が惹起されることで起こる。揮発性麻酔薬はQT時間を延長するため、これらの遺伝性不整脈に対する使用はtorsades de pointesを誘発する可能性がある。しかし、遺伝性不整脈の原因となる変異体チャネルに対する揮発性麻酔薬の修飾作用についての報告は限られている。本研究は、LQTやBrugada症候群の原因となるNav1.5チャネルの変異体に対する揮発性麻酔薬の修飾作用を、部位特異的変異導入法、パッチクランプ法、コンピューターシミュレーション法などを用いて明らかにすることを目的としている。
2020年度は、野生型Nav1.5チャネルと緑色蛍光タンパク質 (GFP) のcDNAをリポフェクション法によりHEK293細胞に共発現させ、GFP陽性のHEK293細胞に全細胞型パッチクランプ法を用いて、Nav1.5チャネル電流を記録した。過去の報告にある野生型Nav1.5チャネル電流に近い電流を継続的に記録できる実験条件を整えるのに時間を要した。現在は、野生型Nav1.5チャネルに対する揮発性麻酔薬デスフルランの効果(可逆性、濃度依存性、活性化、不活性化の膜電位依存性、不活性化の時間経過、late Na+ currentに対する作用、頻度依存性)を検討し始めている。

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

過去の報告にある野生型Nav1.5チャネル電流に近い電流を、薬剤の投与を評価できる程度に継続的に記録できる実験条件を整えるにあたり、試行錯誤を繰り返したため当初の予定よりやや遅れている。

今後の研究の推進方策

野生型もしくは変異体Nav1.5チャネルと緑色蛍光タンパク質 (GFP) のcDNAを、リポフェクション法によりHEK293細胞に共発現させる。GFP陽性のHEK293細胞に全細胞型パッチクランプ法を用いて、Nav1.5チャネル電流に対する揮発性麻酔薬デスフルランの効果(可逆性、濃度依存性、活性化、不活性化の膜電位依存性、不活性化の時間経過、late Na+ currentに対する作用、頻度依存性)を検討する。
チャネルの変異が心室筋の活動電位にどのような変化をもたらし、揮発性麻酔薬がそれに対してどのように作用するかを検討するために、ヒト心室筋のシミュレーションモデルであるO’Hara-Rudy dynamicモデルを用いて、野生型Nav1.5チャネルと変異体チャネルの活動電位持続時間(APD)、restitution曲線、APD alternansを検討し、それらに対する揮発性麻酔薬の効果を検討する。

次年度使用額が生じた理由

すでに教室にある薬剤や物品を使用した実験を行うことが多かったため、当該年度の使用金額が少なくて済んだ。来年度以降に、当該年度の残金と合わせて、新しく薬剤や物品を購入し、実験を行う予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Positive Inotropic Effects of ATP Released via the Maxi-Anion Channel in Langendorff-Perfused Mouse Hearts Subjected to Ischemia-Reperfusion2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Hiroshi、Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Xie Yu、Mi Xinya、Sabirov Ravshan Z.、Okada Yasunobu
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 9 ページ: 597997

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.597997

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 揮発性麻酔薬の作用に関わる分子メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      福島 豊, 小嶋 亜希子
    • 雑誌名

      臨床麻酔

      巻: 45 ページ: 17~24

  • [雑誌論文] Open‐channel blocking action of volatile anaesthetics desflurane and sevoflurane on human voltage‐gated K v 1.5 channel2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Yutaka、Kojima Akiko、Mi Xinya、Ding Wei‐Guang、Kitagawa Hirotoshi、Matsuura Hiroshi
    • 雑誌名

      British Journal of Pharmacology

      巻: 177 ページ: 3811~3827

    • DOI

      10.1111/bph.15105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A computational analysis of the effect of sevoflurane in a human ventricular cell model of long QT syndrome: Importance of repolarization reserve in the QT-prolonging effect of sevoflurane2020

    • 著者名/発表者名
      Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Itoh Hideki、Imoto Keiji、Matsuura Hiroshi
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology

      巻: 883 ページ: 173378~173378

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2020.173378

    • 査読あり
  • [学会発表] デスフルランはヒト心筋の膜電位依存性カリウムチャネルに対して異なった抑制作用を発揮する2020

    • 著者名/発表者名
      福島 豊, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 清水 盛浩, 湯浅 真由美, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第67回学術集会
  • [学会発表] セボフルランのIKsチャネル抑制作用は、βサブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nにより増強し、セボフルランによるQT延長作用を増強する2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋 亜希子, 伊藤 有紀, 福島 豊, 今宿 康彦, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第67回学術集会
  • [学会発表] Oxgen reserve index (ORi)モニタリングによる、体位変換前の吸入酸素濃度とBMIが無呼吸中の全身酸素予備能に及ぼす影響の検討2020

    • 著者名/発表者名
      澤崎 史弥, 小嶋 亜希子, 河島 愛莉奈, 竹田 叶佳, 福島 豊, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第67回学術集会
  • [学会発表] プロポフォールによるHCN2チャネルおよびHCN4チャネルの抑制作用は交感神経緊張時に減弱する2020

    • 著者名/発表者名
      清水 盛浩, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 福島 豊, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第67回学術集会

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公開日: 2021-12-27  

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