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2013 年度 実施状況報告書

心筋虚血再灌流傷害における容量性カルシウム流入機構の関与の検討

研究課題

研究課題/領域番号 25460287
研究種目

基盤研究(C)

研究機関滋賀医科大学

研究代表者

松浦 博  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (60238962)

研究分担者 小嶋 亜希子  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (50447877)
豊田 太  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (90324574)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード容量性(ストア調節性)Ca2+流入機構 / SOCE / マウス摘出灌流心 / 左心室機能 / 2-APB / LaCl3 / リアノジン受容体 / TRPC
研究概要

1) 心筋虚血再灌流傷害の発生に容量性(ストア調節性)Ca2+流入機構(Store-operated Ca2+ entry, SOCE)が関わっているかを、マウス摘出灌流心を用いて検討した。ランゲンドルフ灌流下に虚血(30分間の灌流停止)および再灌流(60分間)を行い、バルーンカテーテルを用いて左心室機能(左室拡張末期圧; LVEDP、左室developed pressure; LVDP)を計測した。
i) 対照群では、再灌流60分後のLVEDPは33.7±13.4 mmHgと虚血前値(9.0±2.7 mmHg)と比較して有意に上昇し、また、LVDPは42.8±12.0 mmHgと虚血前値(80.7±22.5 mmHg)と比較して有意に低下した。この虚血再灌流傷害に起因する左心室機能低下は、SOCEの阻害剤である 2-aminoethoxydiphenyl borate (2-APB、10 μM)もしくはLaCl3(10 μM)の投与により有意に改善した。
ii) 心筋細胞のCa2+ストアである筋小胞体のリアノジン受容体(ryanodine receptor 2、RyR2)を阻害するフレカイニド(1 μM)を投与すると、虚血再灌流後の左心室機能低下を有意に改善することが明らかとなった。
2) パッチクランプ法を用いた電気生理学的検討により、マウス心室筋細胞にSOCE電流の存在を確認した。
3) 免疫細胞化学法により、マウス心室筋細胞にTRPC (transient receptor potential canonical)1、TRPC3、TRPC4の発現が認められた。
これらの実験結果により、マウス心室筋細胞にはTRPCチャネルが発現・機能しており、このTRPCチャネルを基盤とするSOCEが、心筋虚血再灌流傷害の発生に関わっていることが明らかとなった。

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

本年(平成25年)度の実験計画の主要な点は、コントロールマウスから得られた単離心臓にランゲンドルフ灌流を行い、容量性(ストア調節性)Ca2+流入機構(Store-operated Ca2+ entry, SOCE)が心筋虚血再灌流傷害に関与しているか否か、を検討することであり、この点に関しては関与を支持する実験結果が得られた。
ただ、この結果を踏まえて、虚血再灌流傷害の発生におけるSOCEの関与について、肥大心、不全心においても検討することを、本年(平成25年)度の実験計画に加えていたが、この計画に関しては結論は得られていない。現在、成体C57BL/6Jマウスを実体顕微鏡下に第2肋間より左開胸して、大動脈弓部に7-0絹糸でバンディングを行い(Transverse Aortic Constriction (TAC) 手術)、心肥大・心不全モデル動物を作製中であり、モデル動物ができ次第、コントロールマウスと同様にランゲンドルフ灌流を行い検討を行う予定である。
このように、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

本年(平成25年)度の正常マウスを用いた研究成果により、心筋虚血再灌流傷害の発生にSOCEが関与していることが明らかとなった。
SOCEは、心筋細胞内のCa2+ストアである筋小胞体のCa2+含量が減少することに活性化されることが知られているため、筋小胞体からのCa2+流出路であるリアノジン受容体(ryanodine receptor 2、RyR2)を阻害するフレカイニドの効果も検討した。その結果、フレカイニドも心筋虚血再灌流傷害を軽減することも明らかとなった。
この実験結果は、RyR2をブロックすることにより筋小胞体内のCa2+含量が維持され、筋小胞体内Ca2+含量の低下により惹起されるTRPCチャネルの活性化が抑制されるためと考えられた。すなわち、心筋虚血再灌流傷害に対して、TRPCチャネル阻害剤に加えてリアノジン受容体阻害剤も保護効果をもつことが明らかとなった。
今後は、正常心臓で得られたこれらの知見を、不全心・肥大心のモデル心臓でも検討をおこない、得られた成果に基づいて、臨床における心筋虚血再灌流傷害に対する治療戦略の構築に重要な情報を提供することを目指したい。

次年度の研究費の使用計画

当該年度の所要額(1,900,000円)をほぼ計画的(99.2%)に使用して実支出額が1,884,533円であり,その結果,少額(15,467円)の次年度使用額が発生した.
次年度使用額(15,467円)は,物品費(一般試薬)にあてる予定である.

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Gain-of-function KCNH2 mutations in patients with Brugada syndrome.2014

    • 著者名/発表者名
      Wang Q, Ohno S, Ding WG, Fukuyama M, Miyamoto A, Itoh H, Makiyama T, Wu J, Bai J, Hasegawa K, Shinohara T, Takahashi N, Shimizu A, Matsuura H, Horie M.
    • 雑誌名

      J Cardiovasc Electrophysiol

      巻: 25(5) ページ: 522-30

    • DOI

      10.1111/jce.12361.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel HCN4 mutation, G1097W, is associated with atrioventricular block.2014

    • 著者名/発表者名
      Zhou J, Ding WG, Makiyama T, Miyamoto A, Matsumoto Y, Kimura H, Tarutani Y, Zhao J, Wu J, Zang WJ, Matsuura H, Horie M.
    • 雑誌名

      Circ J

      巻: 78(4) ページ: 2014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct negative chronotropic action of desflurane on sinoatrial node pacemaker activity in the guinea pig heart.2014

    • 著者名/発表者名
      Kojima A, Ito Y, Kitagawa H, Matsuura H, Nosaka S.
    • 雑誌名

      Anesthesiology

      巻: 120(6) ページ: 1400-13

    • DOI

      10.1097/ALN.0000000000000165.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Long QT syndrome type 8: novel CACNA1C mutations causing QT prolongation and variant phenotypes.2014

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama M, Wang Q, Kato K, Ohno S, Ding WG, Toyoda F, Itoh H, Kimura H, Makiyama T, Ito M, Matsuura H, Horie M.
    • 雑誌名

      Europace

      巻: 16(12) ページ: 1828-37

    • DOI

      10.1093/europace/euu063

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel KCNQ1 missense mutation identified in a patient with juvenile-onset atrial fibrillation causes constitutively open IKs channels.2014

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa K, Ohno S, Ashihara T, Itoh H, Ding WG, Toyoda F, Makiyama T, Aoki H, Nakamura Y, Delisle BP, Matsuura H, Horie M.
    • 雑誌名

      Heart Rhythm

      巻: 11 ページ: 67-75

    • DOI

      10.1016/j.hrthm.2013.09.073.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cardiac channelopathies associated with infantile fatal ventricular arrhythmias: from the cradle to the bench.2014

    • 著者名/発表者名
      Kato K, Makiyama T, Wu J, Ding WG, Kimura H, Naiki N, Ohno S, Itoh H, Nakanishi T, Matsuura H, Horie M.
    • 雑誌名

      J Cardiovasc Electrophysiol

      巻: 25 ページ: 66-73

    • DOI

      10.1111/jce.12270.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A molecular mechanism for adrenergic-induced long QT syndrome.2014

    • 著者名/発表者名
      Wu J, Naiki N, Ding W-G, Ohno S, Kato K, Zang W-J, Delisle BP, Matsuura H, Horie M.
    • 雑誌名

      J Am Coll Cardiol

      巻: 63 ページ: 819-827

    • DOI

      10.1016/j.jacc.2013.08.1648.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved functional expression of human cardiac kv1.5 channels and trafficking-defective mutants by low temperature treatment.2014

    • 著者名/発表者名
      Ding WG, Xie Y, Toyoda F, Matsuura H.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 9 ページ: e92923

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0092923.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ca2+/calmodulin potentiates IKs in sinoatrial node cells by activating Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II.2014

    • 著者名/発表者名
      Xie Y, Ding WG, Matsuura H.
    • 雑誌名

      Pflugers Arch

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1007/s00424-014-1507-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A rare KCNE1 polymorphism, D85N, as a genetic modifier of long QT syndrome.2014

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa K, Ohno S, Itoh H, Makiyama T, Aiba T, Nakano Y, Shimizu W, Matsuura H, Makita N, Horie M.
    • 雑誌名

      Journal of Arrhythmia

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.joa.2013.08.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sevoflurane protects ventricular myocytes against oxidative stress-induced cellular Ca2+ overload and hypercontracture.2013

    • 著者名/発表者名
      Kojima A, Kitagawa H, Omatsu-Kanbe M, Matsuura H, Nosaka S.
    • 雑誌名

      Anesthesiology

      巻: 119 ページ: 606-620

    • DOI

      10.1097/ALN.0b013e318292ee52

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remifentanil has a minimal direct effect on sinoatrial node pacemaker activity in the guinea pig heart.2013

    • 著者名/発表者名
      Kojima A, Ito Y, Kitagawa H, Matsuura H, Nosaka S.
    • 雑誌名

      Anesth Analg

      巻: 117 ページ: 1072-1077

    • DOI

      10.1213/ANE.0b013e3182a470ec

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The COX-2 selective blocker etodolac inhibits TNFα-induced apoptosis in isolated rabbit articular chondrocytes.2013

    • 著者名/発表者名
      Kumagai K, Kubo M, Imai S, Toyoda F, Maeda T, Okumura N, Matsuura H, Matsusue Y.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci

      巻: 14 ページ: 19705-19715

    • DOI

      10.3390/ijms141019705

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetically encoded fluorescent thermosensors visualize subcellular thermoregulation in living cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyonaka S, Kajimoto T, Sakaguchi R, Shinmi D, Omatsu-Kanbe M, Matsuura H, Imamura H, Yoshizaki T, Hamachi I, Morii T, Mori Y.
    • 雑誌名

      Nat Methods

      巻: 10 ページ: 1232-1238

    • DOI

      10.1038/nmeth.2690

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ischemic survival and constitutively active autophagy in self-beating atypically-shaped cardiomyocytes (ACMs): characterization of a new subpopulation of heart cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Omatsu-Kanbe M, Matsuura H.
    • 雑誌名

      J Physiol Sci

      巻: 63 ページ: 17-29

    • DOI

      10.1007/s12576-012-0236-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] セボフルランの心筋イオンチャネルの制御機構:1.洞房結節細胞における陰性変時作用/2.心室筋細胞におけるストア作動性Ca2+流入機構の抑制2013

    • 著者名/発表者名
      小嶋 亜希子,北川 裕利,松浦 博,野坂 修一
    • 雑誌名

      麻酔

      巻: 62 ページ: S81-S89

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒト心筋Kv1.5電流に及ぼすアラキドン酸の作用機構2014

    • 著者名/発表者名
      白 佳玉,丁 維光,謝 宇,松浦 博
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] 洞房結節細胞のIKsに及ぼすβ2受容体刺激の調節作用2014

    • 著者名/発表者名
      丁 維光,白 佳玉,謝 宇,豊田 太,ベリエ ジャンピエル,松浦 博
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] 心臓洞房結節細胞のIKs電流に対するH2O2の作用機序2014

    • 著者名/発表者名
      謝 宇,丁 維光,白 佳玉,松浦 博
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] マウス洞房結節細胞におけるCav1.3と持続性内向きNa+電流の関連2014

    • 著者名/発表者名
      豊田 太,Mesirca Pietro,Dubel Stefan,丁 維光,Striessnig Joerg,Mangoni E Matteo,松浦 博
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] マウス心室組織より同定された自動性を有するatypically-shaped cardiomyocytes (ACMs) の起源:Prion protein (PrP) をマーカーとする心筋前駆細胞の発見2014

    • 著者名/発表者名
      西野 裕香,野土 希実,尾松 万里子,松浦 博
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] ヒト心室組織におけるprion protein (PrP) とcardiac troponin T (cTnT) を共発現する心筋前駆細胞の発見2014

    • 著者名/発表者名
      野土 希実,西野 裕香,尾松 万里子,松浦 博
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] GTP cyclohydrolase 1 and its regulatory protein (GFRP) in the rat brain stem2014

    • 著者名/発表者名
      Bellier Jean-Pierre, Ding Wei-Guang, Sakaue Yuko, Yasuhara Osamu, Matsuura Hiroshi, Tooyama Ikuo
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Prion protein (PrP) 陽性心筋前駆細胞の融合による新たな心筋細胞の形成:マウス心室組織より同定されたatypically-shaped cardiomyocytes (ACMs) の特徴2014

    • 著者名/発表者名
      尾松 万里子,松浦 博
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [備考] 滋賀医科大学 研究情報データベース 研究者総覧・研究業績一覧

    • URL

      http://www.shiga-med.ac.jp/db/pub_top.php

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公開日: 2015-05-28  

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