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2012 年度 実績報告書

マウス心臓自動能の生後発達に関する生理学実験とシミュレーション研究

公募研究

研究領域統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
研究課題/領域番号 23136501
研究機関秋田大学

研究代表者

尾野 恭一  秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70185635)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワード心臓自動能 / シミュレーション / 洞房結節 / 発達 / イオンチャネル
研究実績の概要

個体の心拍リズムは洞房結節の発火頻度により決まる.洞房結節細胞には自動性がそなわっており,その仕組みについて,細胞の微細構造や細胞内あるいは細胞膜分子(蛋白質)の定量的な解析に基づいた数理モデルが提唱されている.本研究では,この手法を生後発達に伴うマウスの心拍数変化に応用し,心臓ペースメーカー機転に関わる分子の生後変化を定量・数式化し,コンピュータ上で再現することを目的としてスタートした。これまでに、以下の実験結果を得ている。
1)in vivoの心拍数測定: 当研究室で開発されたピエゾセンサーを用いて,非侵襲的に生直後マウスからの心拍数測定をおこなった。 その結果、自律神経の影響を遮断した環境下において、マウスの心拍数は生直後300回/分程度であり、生後4日頃より次第に増加し、生後10日目で成獣とほぼ同等の約450回/分に達した。
2)洞房結節標本を用いた薬理学的解析: 単離した洞房結節標本の拍動数は生体の自律神経遮断下の内因性心拍数とほぼ同じ生後変化を示した。種々のイオンチャネルの阻害薬の効果を検討したところ、T型Caチャネルに選択性を有するMibefradilが生直後よりも成獣において強い心拍抑制作用を有することがわかった。
3)単離洞房結節細胞を用いたイオン電流の記録とその機能解析及: 単離細胞よりイオン電流を記録し,その電流密度及びキネティクスを測定した。L型Ca電流の電流電圧特性が新生マウスにおいては成獣よりも脱分極側にシフトしており、T型Caチャネル電流振幅は新生マウスでは小さい傾向が見られた。
これらの結果から、Ca電流の電流密度およびキネティクスの変化が生後の心拍数変化に関与していることが示唆された。以上の結果について、Journal of Physiological Sciencesに発表した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] The mechanism of increased postnatal heart rate and sinoatrial node pacemaker activity in mice.2013

    • 著者名/発表者名
      Adachi T
    • 雑誌名

      Journal of Physiological Sciences

      巻: 63 ページ: 133-146

    • DOI

      10.1007/s12576-012-0248-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cytosolic Ca2+-induced apoptosis in rat cardiomyocytes via mitochondrial NO-cGMP-protein kinase G pathway.2012

    • 著者名/発表者名
      Seya K
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological and Experimental Therapeutics

      巻: 344 ページ: 77-84

    • DOI

      10.1124/jpet.112.198176

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arrhythmogenic coupling between the Na+#8211;Ca2 + exchanger and inositol 1,4,5-triphosphate receptor in rat pulmonary vein cardiomyocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Y
    • 雑誌名

      Journal of Molecular and Cellular Cardiology

      巻: 52 ページ: 988-997

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2012.01.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct effects of esmolol and landiolol on cardiac function, coronary vasoactivity, and ventricular electrophysiology in guinea-pig hearts.2012

    • 著者名/発表者名
      Shibata S
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 118 ページ: 255-265

    • DOI

      10.1254/jphs.11202FP

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 心臓拍動研究の最前線:イオンチャネルとカルシウムクロック2012

    • 著者名/発表者名
      尾野恭一
    • 雑誌名

      秋田県医師会雑誌

      巻: 63 ページ: 57-66

  • [学会発表] Arrhythmogenic nature of pulmonary vein cardiomyocytes2013

    • 著者名/発表者名
      Ono K
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] PZTセンサーを用いた循環動態測定‐麻酔下モルモットにおける検討‐2013

    • 著者名/発表者名
      Adachi T
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] 圧負荷における心肥大および心筋線維化におけるSTIM1の役割2013

    • 著者名/発表者名
      Ohba T
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] アルファ2受容体刺激薬、デクスメデトミジンのモルモットにおける心機能、冠動脈に対する効果2013

    • 著者名/発表者名
      Hongoh M
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] Analysis of the transient outward and ultra-rapid delayed rectifier potassium current in isolated right atrial myocytes from atrial fibrillation patients2013

    • 著者名/発表者名
      Chunpeng Zhang
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] Comparative effects of dexmedetomidine and clonidine, alpha 2 agonist, on cardiac function, coronary vasoactivity, and ventricular electrophysiology in guinea- pig2012

    • 著者名/発表者名
      Shibata S
    • 学会等名
      Annual congress of European Society of intensive care medicine
    • 発表場所
      Lisbon
    • 年月日
      2012-10-16
  • [学会発表] Caクロックと異常心臓自動能2012

    • 著者名/発表者名
      尾野 恭一
    • 学会等名
      統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-07-23

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公開日: 2018-02-02  

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