| 研究課題/領域番号 |
26462117
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| 研究機関 | 自治医科大学 |
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研究代表者 |
川人 宏次 自治医科大学, 医学部, 教授 (90281740)
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| 研究分担者 |
木村 直行 自治医科大学, 医学部, 講師 (20382898)
中村 匡徳 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20448046)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 大動脈二尖弁 / 胸部大動脈瘤 / 網羅的遺伝子解析 |
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| 研究実績の概要 |
発生頻度が全人口の1-2%と最も多い心奇形である先天性大動脈弁二尖弁は、NOTCH1などの遺伝子異常との関連性が報告されているが、原因遺伝子は多様でまだ完全には特定されていない。大動脈二尖弁は大動脈弁狭窄症や大動脈弁閉鎖不全症などの大動脈弁疾患が高頻度に発症するとともに、約半数に胸部大動脈拡大を合併する。胸部大動脈拡大は解離や破裂の原因となるため、大動脈二尖弁に合併する胸部大動脈拡大の病態解明は治療成績向上のため重要である。
本研究では、MRIによる大動脈実形状データをもとに数値流体力学計算(CFD) を行い、血行力学因子と大動脈拡大の病理学的変化との関連性を解析する。またコンピューター解析によって得られた血行力学因子分布から壁剪断応力の高・低部位を同定し、手術で摘出した大動脈から同部位のサンプルを摘出する。その後DNAマイクロアレイによる網羅的検索を行いhigh shear stress下で胸部大動脈拡大に影響を及ぼす遺伝子群を同定する。
当大学臨床研究倫理委員会の承認後、大動脈二尖弁症例の上行大動脈検体の収集をH26年度から開始し、これまで12例収集した。現在、これら12症例で、上行大動脈壁の壁剪断応力分布計測を行うとともに、上行大動脈壁の病理学的検索も実施している。
また、H21年～H26年までに当大学で大動脈置換手術を施行した大動脈弁二尖弁症例213例を対象として、大動脈二尖弁の形態分析を行い、本研究結果は、第43回日本血管外科学会学術総会で発表予定した（H27年6月4日）。さらに、造影CTとMRIに基づいたCFDを行い、各大動脈二尖弁症例に特異的な異常血流と壁剪断応力の計測を行い、本研究結果は、2016年5月に開催される米国胸部外科学会で発表予定である（2016 Aortic Symposium 2016, New York）。
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| 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
埼玉大学理工学研究科機械工学科 (中村准教授グループ)と共同で、現在、大動脈二尖弁症例の胸部大動脈拡大の血流解析及び血行力学因子分布マップの構築を行っている。大動脈二尖弁はraphe（縫線）の有無や癒合している大動脈弁尖の位置により形態分類される（Sievers分類）。これまでの当科での血流解析の実験結果から、大動脈二尖弁の癒合形態により特異的な血流パターンが出現することが明らかになりつつある。
H28年度は、これまでの血流解析実験モデルを発展させ得られた実験結果を確認する。さらに、血行力学因子分布マップと実際の病理学的変化との相関性も検証するとともに、本年度中の遺伝子解析研究の開始を目指す。
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| 今後の研究の推進方策 |
H28年度も、大動脈二尖弁症例のMRIデータに基づいたCFD解析と上行大動脈検体の収集を継続して実施する。Sievers分類で、頻度の高い大動脈二尖弁は、Type 0 (ap)（前後型）・Type 1 (L/R) （左右冠尖癒合型）・Type 1 (R/N) 例（右無冠尖癒合型）であるが、この代表的な3型其々から大動脈検体をn=3~5例程度収集する予定である。各症例においてCFD解析を行い、壁剪断応力のみならず、時空間勾配を指標化した振動剪断指(OSI：Oscillatory Shear Index) などの壁剪断応力以外の血行力学因子分布マップも構築し、摘出検体の病理学的変化を解析し、壁剪断応力や振動剪断指数が胸部大動脈拡大との関連性を認める血行力学因子となりうるかを検討する。 さらに構築された血行力学因子分布を使用して以下の実験を行う。
①DNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析（Agilent, SurePrint G3 Human GE 8 x 60K ）を使用し、high shear stress下で胸部大動脈拡大に影響を及ぼす遺伝子群を同定する
②validation study: qRT-PCR (SYBR)
③validation study: 免疫組織染色
①・②に関しては、共同研究機関である国立成育医療研究センターにて行い、実験の効率化を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
遺伝子解析研究を、本年度実施することとなったため、遺伝子解析研究に関連する研究予算を次年度に繰り越した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成28年度は下記内容で研究費を使用する予定である 。
①Agilent gene chip :800,000円 ②RNA抽出キット:600,000円 ③Real-time PCR試薬:500,000円 ④旅費（欧州胸部外科学会）：200,000円
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