不全心筋細胞のリモデリングにおけるマトリックスプロテナーゼの役割

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670695
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 小野寺 達之 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助手 (90194612)
• Keywords: Heart failure / Hypertrophy / Remodeling / Isolated myocyte / Matrix proteinase

Research Abstract

今年度は、自然発症心不全ラットの細胞レベルでのリモデリングと収縮、拡張能との関係について評価した。
【実験方法】
1.実験モデル
雄性自然発症高血圧心不全ラット(SHHFラット)を用い経時的(生後3,6,9,12,15,18,21,24月齢)に以下の実験に供した。
2.心エコー
ペントバルビタールで麻酔後、7.5MHzプローブを使用し、収縮期、拡張期の左室内径、前壁厚、後壁厚を測定、収縮率を測定した。
3.心カテーテル
ラット右総頚動脈よりミラーカチーテルを左室内に挿入し左室圧、dP/dtを測定した。
4.単離心筋細胞の作製
上記ラット摘出心をcollagenaseを含むJokliks mediaで潅流した後、左室心筋を切離し、単離心筋細胞を作製しa),b)のプロトコールを行った。
a)細胞外Ca濃度1.0mMの条件下で潅流し、0.5Hzのfield stimulationを加え、細胞収縮を発生させた。光学的方法(edge detection system)により単離心筋細胞の%収縮率、%弛緩率、収縮速度、弛緩速度を測定した。
b)単離心筋細胞を1.5%glutaraldehydeで固定した後、Computer image analyzerにより組織学的に心筋細胞の長径を測定するとともに、Coulter Channelyzerを使用し平均心筋細胞体積を測定した。平均細胞体積/平均細胞長より平均断面積を算出し、さらに平均断面積より平均細胞径を算出した。平均細胞体積、細胞長、断面積、平均細胞長/平均細胞径を指標とし、心筋細胞のリモデリングについて評価した。
【結果、結論】
SHHFラットでは、生後3月齢ですでに左室心筋細胞断面積は最大値(350-400μm^2)に達し、その後変化はなかった。これに対し左室心筋細胞長は経時的に持続的に延長した。その結果心筋細胞長/細胞径は生後12月齢より有意に増加し、非代償的リモデリングが始まったことが確認された。また同時期に心エコー上左室径の増加、収縮率の低下が見られ、また単離心筋細胞レベルでも収縮、拡張機能の低下が観察された。次年度ではマトリックスプロテナーゼ阻害薬を投与し、同様のプロトコールを行い、不全心筋細胞のリモデリングおよび機能不全に対する、マトリックスプロテナーゼの果たす役割について検討する。