Time and Space Analysis of Disruption in the Neuror-glial Interaction by Brain Angiotensin Receptor in Chronic Heart Failure

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K09443
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Cardiovascular medicine
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Kishi Takuya 九州大学, 循環器病未来医療研究センター, 准教授 (70423514)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 慢性心不全 / 交感神経 / グリア細胞

Outline of Final Research Achievements

In the model with myocardial infarction-induced heart failure, astrocytes with angiotensin II type I receptor (AT1R) and microglia were abnormally increased at vasomotor center (rostral ventrolateral medulla; RVLM), gates of hormonal inputs into brain (paraventricular nucleus; PVN) and gates of afferent neural inputs into the brain (nucleus tractus solitarius; NTS). Prior blockade of AT1R at specific astrocytes of NTS and RVLM of myocardial infarction-induced heart failure decreased sympathoexcitaion and left ventricular end-diastolic pressure (LVEDP).
Moreover, artificial controlled afferent neural input and hormonal input increased AT1R at astrocytes of NTS and PVN respectively, and finally activated RVLM via upregulation of AT1R at astrocytes worsened hemodynamics of heart failure through the increased sympathetic activity and LVEDP.

Free Research Field

循環器内科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

5年生存率50%程度で留まっている心不全の本質的な機序解明とそれに基づく治療法開発が求められている現状において、心不全を「脳を中心とする多臓器連関循環調節不全」とする研究の一環が本研究である。本研究成果は、これまでのような結果としての脳内異常ではなく、心不全の病態経過において脳内の重要な神経核におけるニューロンとグリア細胞別の経過を時空間的に観察し、その結果に基づき介入する細胞と最適なタイミングを検証することができた。この成果は、新たな革新的心不全治療開発に繋がるだけでなく、心不全の経過や予後予測にも応用できる可能性があり、その学術的・社会的意義は大きい。