| 研究課題/領域番号 |
23390053
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
中谷 晴昭 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60113594)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | 活性酸素種 / 老化 / 心房細動 / アップストリームアプローチ / Mn-SODマウス |
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| 研究概要 |
加齢に伴い心房細動の罹患率が高まり、心筋細胞の老化の背景には活性酸素種（ROS）による機能障害が関与するとされるが、ROSがどのような電気生理学的異常を引き起こすかは不明である。本研究では、老化によって発生率が高まる心房細動の発生機序としてROSの慢性的負荷に着目し、心筋・骨格筋特異的Mn-SOD欠損マウス(H/M-SOD-/-)を用い、その病態生理学的解析を行い、抗酸化作用物質の慢性投与の影響を観察し、予防的治療手段の確立の一助とすることを目的とした。前年度検討したマウス（11－17週齢）より若い週齢マウス8－11週齢の野生型（WT）およびH/M-SOD-/-マウスから心臓を摘出し、酸素化した栄養液で灌流したランゲンドルフ心において心房頻回バースト刺激による心房細動の発生率および有効不応期(ERP)の測定を行った。WT心臓に比してH/M-SOD-/-心臓ではERPは有意に延長していたが、心房細動発生率高には差異が認められなかった。酵素的に心房筋細胞を単離し、パッチクランプ法を適用し、カレントクランプモードで活動電位記録、ボルテージクランプモードで膜電流を測定した。H/M-SOD-/-心房筋細胞では活動電位幅(APD90)はWT心房筋細胞のAPD90より有意に延長していた。抗酸化作用を持つリンゴポリフェノール(AP 0.1%)を含有する飲料水の長期間投与では、WT心房筋細胞APD90には影響を与えなかったが、H/M-SOD-/-心房筋細胞のAPD90延長は若干減弱させた。H/M-SOD-/-心房筋細胞の外向きK+電流密度はWT心房筋細胞のそれより、減少していた。このように、ROSの慢性負荷により心房筋細胞では外向きK+電流密度が低下し、活動電位幅の延長が認められることが明らかとなった。
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| 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
研究協力者の平成23年度中の所属研究機関異動により、一時的に遺伝子改変動物、すなわち心筋・骨格筋特異的Mn-SOD欠損マウスの供給が滞った影響は平成24年度の研究計画にも若干影響を残し、やや遅れている状況である。より若い週齢（8－11週齢）の野生型および心筋・骨格筋特異的Mn-SOD欠損マウスの摘出ランゲンドルフ心を用いたin vitro実験を行ったところ、実績報告書に示されているように、平成23年度に行った比較的週齢の高いマウスを用いた場合と異なる結果が得られた。単離心房筋細胞を用い、パッチクランプ法による活動電位記録、膜電流記録は一部実験を行って、平成23年度の結果の実験例数を増やすことができ、その心筋・骨格筋特異的Mn-SOD欠損マウス心房筋細胞における活動電位幅延長という実験事実を確固たるものすることが出来た。また、その活動電位幅延長の原因の一つとして、外向きK+電流密度が減少しているという実験成績を得られたものの、L型Ca2+電流密度に関する影響については、細胞内外液中にCs+が含まれていなかったことからK+電流変化の影響を除外することが出来ず、活動電位幅変化に寄与する可能性のあるL型Ca2+電流密度の変化については、再度検討する必要があると思われた。
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| 今後の研究の推進方策 |
若い週齢において野生型と筋・骨格筋特異的Mn-SOD欠損マウスにおいては、有効不応期の延長は認められたものの、心房細動誘発率に有意な変化が認められなかった。そこで、再び15週齢前後の野生型と筋・骨格筋特異的Mn-SOD欠損マウス摘出心で、心房細動発生率に差異が認められるか、そしてリンゴポリフェノール(AP 0.1%)を含有する飲料水による長期投与によって影響を受けるかについて、検討を行う。また、酵素的に単離した単一心房筋細胞を用いたパッチクランプ法によってカレントクランプモードによる活動電位記録および膜電流記録を行い、野生型および筋・骨格筋特異的Mn-SOD欠損マウス心房筋細胞において活動電位幅および膜電流系密度の変化について検討を行うと共に、種々のイオンチャネル遺伝子発現変化の有無についても検討を行う予定である。
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