|
本研究の目的は、ヒト固有心筋細胞モデルを用いた数理生理学的解析により、１）QT延長症候群における早期後脱分極（EAD）発現・伝播の機序と合理的制御方法、２）ヒト固有心筋由来バイオペースメーカー（BP）開発・機能強化のための合理的イオンチャネル発現制御方法を明らかにすることである。平成26年度は、EAD発生機序をSlow-Fast Decomposition Analysisにより明らかにするとともに、ヒト心室筋細胞におけるBP活性発現の非線形力学的機序、BP細胞機能に対する自動能修飾イオンチャネル電流導入効果を解析した。
Slow-Fast Decomposition Analysisにより、遅延整流Kチャネル電流IKsの活性化ゲート変数を遅いサブシステムとするEADとともに、L型Caチャネル電流ICaLの不活性化ゲート変数を遅いサブシステムとするEADが発現し得ることを明らかにした。また、ヒト心室筋QT延長症候群モデル細胞をギャップ結合によって連結して１次元組織モデルを構築し、EADの発現条件と伝播性を解析した結果、電気緊張性負荷により、EAD発現パラメータ領域が細胞レベルの場合より縮小することを見出した。
また、内向き整流Kチャネル電流IK1抑制あるいは過分極活性化陽イオンチャネル電流If導入過程において、サドル‐ノードまたはホップ分岐により自動能が出現すること、自動能発現性はモデル依存性である（自発性活動電位を再現できるモデルは限られている）ことを明らかにした。さらに、BP細胞と正常心室筋細胞をギャップ結合で連結した多細胞モデルを構築し、自動能調節イオンチャネル導入によるBP機能（自動能のロバスト性および心室筋ドライブ機能）の変化を解析した結果、モデルによらずIf導入のBP機能強化作用は小さく、持続性内向き電流Istの導入（共発現）が効果的であることを明らかにした。
|
