心移植待機患者の予後を改善するための補助循環および心筋再生併用療法の開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21390398
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 胸部外科学
• 研究機関: 独立行政法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 武輪 能明 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20332405)
• 研究分担者: 妙中 義之 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 副所長 (00142183) ; 巽 英介 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (00216996)
• 連携研究者: 本間 章彦 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20287428) ; 住倉 博仁 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 研究員 (20433998) ; 大沼 健太郎 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 研究員 (50527992) ; 花田 繁 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 研究員 (90514547) ; 角田 幸秀 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 研究員 (30443485) ; 藤井 豊 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 研究員 (20589303) ; 高木 都 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00033358) ; 水口 裕之 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (50311387)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 心臓大血管外科学

研究概要

心不全を作製した大動物(成ヤギ)に連続流ポンプを用いて左心補助循環を行い、同時に心筋の収縮力を増強させる作用のある遺伝子(SERCA2a)を遺伝子導入して、心機能回復効果を検討した。補助循環では、連続流の回転数を心拍に同期させて変動することで効果的に心機能を回復させ得ることがわかった。さらに遺伝子治療を追加することで心筋の収縮力を向上させ得ることが明らかになり、補助循環と心筋再生療法の併用による相乗効果で、心移植が必要な患者にも心機能の改善を期待出来る可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a novel drive mode to prevent aortic insufficiency during continuous-flow LVAD support by synchronizing rotational speed with heartbeat. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto Y, Takewa Y, Arakawa M, Umeki A, Ando M, NishimuraT, Fujii Y, Mizuno T, Nishimura M, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: (Epubのみ頁未定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change in myocardial oxygen consumption employing continuous-flow LVAD with cardiac beat synchronizing system, in acute ischemic heart failure models. (2013)
  • 著者名/発表者名: Umeki A, Nishimura T, Takewa Y, Ando M, Arakawa M, Kishimoto Y, Tsukiya T, Mizuno T, Kyo S, Ono M, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: (Epub のみ頁未定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change of coronary flow by continuous-flow left ventricular assist device with cardiac beat synchronizing system (native heart load control system) in acute ischemic heart failure model. (2012)
  • 著者名/発表者名: Umeki A, Nishimura T, Ando M, Takewa Y, Yamazaki K, Kyo S, Ono M, Tsukiya T, Mizuno T, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: Circ J 巻: 77 ページ: 995-1000
  • DOI: DOI:10.1111/j.1525-1594.2012.01535.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creating an ideal "off-test mode" for rotary left ventricular assist devices : establishing a safe and appropriate weaning protocol after myocardial recovery. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Nishimura T, Takewa Y, Kyo S, Ono M, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Thorac Cardiovasc Surg 巻: 143 ページ: 1176-1185
  • DOI: DOI:10.1016/j.jtcvs.2011.07.065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alteration of LV end-diastolic volume by controlling the power of the continuous-flow LVAD, so it is synchronized with cardiac beat : development of a native heart load control system (NHLCS). (2012)
  • 著者名/発表者名: Umeki A, NishimuraT, Ando M, Takewa Y, Yamazaki K, Kyo S, Ono M, Tsukiya T, Mizuno T, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 15(2) ページ: 128-133
  • DOI: DOI:10.1007/s10047-011-0615-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coronary vascular resistance increases under full bypass support of centrifugal pumps-relation between myocardial perfusion and ventricular workload during pump support. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Takewa Y, Nishimura T, Yamazaki K, Kyo S, Ono M, Tsukiya T, Mizuno T, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: Artif Organs 巻: 36 ページ: 105-110
  • DOI: DOI:10.1111/j.1525-1594.2011.01298.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrocardiogram-synchronized rotational speed change mode in rotary pumps could improve pulsatility. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Nishimura T, Takewa Y, YamazakiK, Kyo S, Ono M, Tsukiya T, Mizuno T, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: Artif Organs 巻: 35 ページ: 941-947
  • DOI: DOI:10.1111/j.1525-1594.2011.01205.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel counterpulsation mode of rotary left ventricular assist devices can enhance myocardial perfusion. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Takewa Y, Nishimura T, Yamazaki K, Kyo S, Ono M, Tsukiya T, Mizuno T, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 14 ページ: 185-191
  • DOI: DOI:10.1007/s10047-011-0573-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] What is the ideal off-test trial for continuous-flow ventricular-assist-device explantation? Intracircuit back-flow analysis in a mock circulation model. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Nishimura T, Takewa Y, Ogawa D, Yamazaki K, Kashiwa K, Kyo S, Ono M, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 14 ページ: 70-73
  • DOI: DOI:10.1007/s10047-010-0543-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel couterpulse drive mode of continuous-flow left ventricular assist devices can minimize intracircuit backward flow during pump weaning. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Nishimura T, TakewaY, OgawaD, Yamazaki K, Kashiwa K, Kyo S, Ono M, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 14 ページ: 74-79
  • DOI: DOI:10.1007/s10047-010-0544-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and Hydrodynamic Evaluation of a novel inflow cannula in a mechanical circulatory support system for bridge to decision. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sumikura H, Toda K, Takewa Y, Tsukiya T, Ohnuma K, Sasagawa M, Watanabe F, Ugawa J, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: Artif Organs 巻: 35 ページ: 7516-764
  • DOI: DOI:10.1111/j.1525-1594.2011.01319.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a preclinical model of ischemic cardiomyopathy in swine. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa K, Ladage D, Takewa Y, Yaniz E, Chen J, Tilemann L, Sakata S, Badimon JJ, Hajjar RJ, Kawase Y.
  • 雑誌名: Am J Physiol-Heart C 巻: 301 ページ: H530-H537
  • DOI: DOI:10.1152/ajpheart.01103.2010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computational fluid dynamic analysis of the flow field in the newly developed inflow cannula for a bridge-to-decision mechanical circulatory support. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsukiya T, Toda K, Sumikura H, Takewa Y, Watanabe F, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 雑誌名: J Artif Organs 巻: 14 ページ: 381-384
  • DOI: DOI:10.1007/s10047-011-0599-z.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo myocardial distribution of multipotent progenitor cells following intracoronary delivery in a swine model of myocardial infarction. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ly HQ, Hoshino K, Pomerantseva I, Kawase Y, Yoneyama R, Takewa Y, Fortier A, Gibbs-Strauss SL, Vooght C, Frangioni JV, Hajjar RJ.
  • 雑誌名: Eur Heart J. 巻: 30(23) ページ: 2861-2868
  • DOI: DOI:10.1093/eurheartj/ehp322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of molecular weight in four-branched star vectors with narrow molecular weight distribution on gene delivery efficiency. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nemoto Y, Borovkov A, Zhou YM, Takewa Y, Tatsumi E, Nakayama Y.
  • 雑誌名: Bioconjug Chem. 巻: 20 ページ: 2293-2299
  • DOI: DOI:10.1021/bc900283h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical work and energetic analysis of eccentric cardiac remodeling in a volume overload heart failure in rats. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takewa Y, Chemaly ER, Takaki M, Liang LF,Jin H, Karakikes I, Morel C, Taenaka Y, Tatsumi E, Hajjar RJ.
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol. 巻: 296 ページ: H1117-H1124
  • DOI: DOI:10.1152/ajpheart.01120.2008
  • 査読あり
• [学会発表] Optimization of the coronary flow by a novel cardiac cycle-synchronized rotation control model in a continuous-flow LVAD in chronic heart failure model. (2012)
  • 著者名/発表者名: Arakawa M, Takewa Y, Nishimura T, Umeki A, Ando M, Kishimoto Y, Mizuno T, Tsukiya T, Kyo S, Adachi H, Tatsumi E
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs
  • 発表場所: Rostock (Germany)
  • 年月日: 20120926-20120929
• [学会発表] Development of a novel drive mode for preventing aortic insufficiency during continuous-flow LVAD support by electrocardiogram-synchronized rotational speed change. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto Y, Arakawa M, Umeki A, Ando M, Nishimura T, Takewa Y, Niashimura M, Tatsumi E.
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs
  • 発表場所: Rostock (Germany)
  • 年月日: 20120926-20120929
• [学会発表] Electrocardiogram-synchronized rotational speed change mode in rotary pumps could improve pulsatility for long time use. (2012)
  • 著者名/発表者名: Arakawa M, Takewa Y, Nishimura T, Kishimoto Y, Umeki A, Ando M, Kyo S, Adachi H, Tatsumi E.
  • 学会等名: International Society for Rotary Blood Pumps
  • 発表場所: Istanbul (turkey)
  • 年月日: 20120920-20120922
• [学会発表] How to set up rotational speeds in rotary LVADs weaning-estimation of heart work by pump work calculation called "W pump". (2012)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Nishimura T, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Yamazaki K, Kyo S, Ono M, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 学会等名: International Society for Rotary Blood Pumps
  • 発表場所: Istanbul (turkey)
  • 年月日: 20120920-20120922
• [学会発表] The continuous flow LVAD with native heart load control system (NHLCS) may have more chance to recover the ventricular contractility. (2012)
  • 著者名/発表者名: Umeki A, Nishimura T, Takewa Y, Ando M, Mizuno T, Tsukiya T, Kyo S, Taenaka Y, Ono M, Tatsumi E.
  • 学会等名: International Society for Rotary Blood Pumps
  • 発表場所: Istanbul (turkey)
  • 年月日: 20120920-20120922
• [学会発表] A novel drive mode of continuous-flow LVAD with cardiac cycle-synchronized rotation control for preventing aortic insufficiency during long-term support, evaluation in chronic heart failure animal model. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto Y, Arakawa M, Umeki A, Ando M, Nishimura T, Takewa Y, Nishimura M, Tatsumi E.
  • 学会等名: International Society for Rotary Blood Pumps
  • 発表場所: Istanbul (turkey)
  • 年月日: 20120920-20120920
• [学会発表] Prevention of aortic insufficiency in a continuous flow LVAD by changing rotation speed in synchronization with the cardiac beat. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto Y, Arakawa M, Umeki A, Ando M, Nishimura T, Takewa Y, Nishimura M, Tatsumi E.
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 20120613-20120616
• [学会発表] Ventricular septum shift by continuous-flow LVAD pumping and its correction by beat to beat rotational speed control. (2012)
  • 著者名/発表者名: Arakawa M,Takewa Y, Nishimura T, Kishimoto Y, Umeki A, Ando M, Kyo S, Adachi H, Tatsumi E.
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 20120613-20120616
• [学会発表] Alternation of LV preload by continuous-flow LVAD with native heart load control system (NHLCS) in chronic heart failure model. (2012)
  • 著者名/発表者名: Arakawa M, Takewa Y, Nishimura T, Umeki A, Ando M, Kishimoto Y, Kyo S, Adachi H, Tatsumi E.
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 20120613-20120616
• [学会発表] Electrocardiogram-synchronized rotational speed change mode in rotary pumps could improve pulsatility for long time use. (2012)
  • 著者名/発表者名: Arakawa M, Takewa Y, Nishimura T, Kishimoto Y, Umeki A, Ando M, Kyo S, Adachi H, Tatsumi E.
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 20120613-20120616
• [学会発表] The continuous flow LVAD with native heart load control system (NHLCS) for bridge to recovery could control the coronary flow and myocardial oxygen consumption in acute heart failure model. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Umeki A, Takewa Y, Ando M, Mizuno T, Tsukiya T, Yamazaki K, Ono M, Kyo S, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 学会等名: Joint ESAO-IFAO Congress
  • 発表場所: Porto (Portugal)
  • 年月日: 20111009-20111012
• [学会発表] Ideal Controlling mode (Off test mode) for evaluating the native heart function in time of wearing the LVAD : Controlling the power of continuous flow LVAD to decrease the reversal pump flow in diastolic phase. (2011)
  • 著者名/発表者名: Umeki A, Takewa Y, Nishimura T, Ando M, Ono M, Kyo S, Tatsumi E.
  • 学会等名: Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps
  • 発表場所: Louisville (USA)
  • 年月日: 20110908-20110910
• [学会発表] The change of coronary flow by controlling the power of continuous-flow left ventricular assist device in acute heart failure : Counterpulse drive mode can increase the coronary flow. (2011)
  • 著者名/発表者名: Umeki A, Takewa Y, Nishimura T, Ando M, Mizuno T, Tsukiya T, Ono M, Kyo S, Yamazaki K, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs
  • 発表場所: Washington D.C. (USA)
  • 年月日: 20110610-20110612
• [学会発表] The continuous-flow LVAD with native heart load control system(NHLCS) for bridge to recovery could control myocardial consumption of oxygen in acute heart failure model. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Umeki A, Takewa Y, Ando M, Tsukiya T, Mizuno T, Kyo S, Ono M, Yamazaki K, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs
  • 発表場所: Washington D.C. (USA)
  • 年月日: 20110610-20110612
• [学会発表] Pulsatility can be created in rotary pumps by ECG-synchronized rotation speed change mode. (2010)
  • 著者名/発表者名: ndo M, Nishimura T, Takewa Y, Yamazaki K, Kyo S, Ono M, Tatsumi E.
  • 学会等名: International Society for Rotary Blood Pumps
  • 年月日: 20101014-20101016
• [学会発表] Full bypass by a continuous-flow left ventricular assist device can diminish coronary flow in normal goat hearts. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Nishimura T, Takewa Y, Yamazaki K, Kyo S, Ono M, Tatsumi E.
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs
  • 年月日: 20100908-20100911
• [学会発表] A novel counterpulse drive mode in a continuous-flow left ventricular assist device effect on coronary circulation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ando M, Takewa Y, Nishimura T, Yamazaki K, Kyo S, Ono M, Taenaka Y, Tatsumi E.
  • 学会等名: American Society for Artificial Internal Organs
  • 発表場所: Baltimore (USA)
  • 年月日: 20100527-20100529