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2020 Fiscal Year Research-status Report

低体温循環停止における「人工冬眠」併用による効率的な臓器保護法の開発

Research Project

Project/Area Number 19K09241
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

川東 正英  京都大学, 医学研究科, 助教 (00837700)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山崎 和裕  京都大学, 医学研究科, 講師 (50464227)
金光 ひでお  京都大学, 医学研究科, 助教 (60810166)
升本 英利  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)
砂川 玄志郎  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70710250)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords低体温循環停止法 / ヒトiPS細胞 / 病態モデル / 能動的低代謝 / 臓器保護
Outline of Annual Research Achievements

(研究の目的)
本研究では、大血管手術などで広く用いられている低体温循環停止において「能動的低代謝」=「人工冬眠」を併用することにより、体温低下のみによるレベルを上回る代謝低下・臓器保護をもたらすことで、効率的かつ出血などの合併症の少ない新規の「人工冬眠」併用低体温循環停止のための基礎的知見を得ることを目的とする。
(本年度の研究実績)
本年度は引き続き、ラット低体温循環停止モデルに対する種々の検討を行うための予備実験として、マウス臓器虚血モデルを作成し、腎臓・肝臓をはじめとした主要臓器の各体温・各虚血時間における臓器障害レベルおよび虚血再灌流障害レベルを組織学的に検討した。マウス臓器虚血モデルはマウスに対する人工呼吸管理下に左側開胸を行い、第3枝分岐直後の胸部下行大動脈を遮断することにより作製した。また体温を調節するために、既報に従いモーター動力による低体温チャンバーを作製し、マウスの体温を超低体温(18℃)まで調節できるようにした。昨年度、体温が高い状況において虚血再灌流処理を行うと、間質浮腫および出血を伴う多臓器障害が認められること、およびこれらの臓器障害は、低体温において抑えらえれることを報告した。本年度はその臓器保護効果が人工冬眠誘発にも同様に得られるか検討するにあったって、麻酔の影響による体温の低下、代謝抑制効果を排除するため、鎮痛剤のみ投与時で同様の虚血再灌流処理を行った。麻酔処置時と同様に、体温が高い状況において間質浮腫および出血を伴う多臓器障害が認められること、およびこれらの臓器障害は、低体温において抑えらえれることを確認した。また、人工冬眠誘発マウスにおける臓器保護効果を検討するため、人工冬眠誘発マウスの受け入れを開始した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

人工冬眠誘発マウスにおける臓器保護の効果を検討するにあたっての予備実験、および人工冬眠誘発マウスの受け入れ態勢を整えた。

Strategy for Future Research Activity

本年度のマウス臓器虚血モデルを用いた結果をもとに、マウスにおいて、人工冬眠誘発を含む能動的低代謝を誘導するといわれている種々の因子を用いた、臓器障害が低減しうるかの検討を行う。

Causes of Carryover

ラット低体温循環停止モデル作製の際に使用する送血カニューラを購入する予定であったが、本年度は予備実験としてのマウスモデルを使用する計画としたため、そのカニューラ購入用の予算に関しての未使用額が生じた。次年度にラット低体温循環停止モデルを用いた実験を行う際に、その未使用額を使用することにしたい。

  • Research Products

    (42 results)

All 2021 2020

All Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 3 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Strategies for immune regulation in iPS cell-based cardiac regenerative medicine2020

    • Author(s)
      Murata Kozue、Ikegawa Masaya、Minatoya Kenji、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      Inflammation and Regeneration

      Volume: 40 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s41232-020-00145-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A rare case of primary angiosarcoma of the anterior mediastinum2020

    • Author(s)
      Yamazaki Kazuhiro、Minakata Kenji、Nakane Takeichiro、Kinoshita Hideyuki、Tanizawa Kiminobu、Sumiyoshi Shinji、Sato Hiroki、Minatoya Kenji、Sakata Ryuzo
    • Journal Title

      General Thoracic and Cardiovascular Surgery

      Volume: 69 Pages: 766~769

    • DOI

      10.1007/s11748-020-01551-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hypothermic circulatory arrest for aortic dissection with cryoglobulinemia2020

    • Author(s)
      Yamazaki Kazuhiro、Minatoya Kenji、Sakamoto Kazuhisa、Kitagori Koji、Okuda Masanori、Murakami Kosaku
    • Journal Title

      Journal of Cardiac Surgery

      Volume: 35 Pages: 3169~3172

    • DOI

      10.1111/jocs.14908

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A case of aggressive aortic prosthetic valve endocarditis aggressive caused by Staphylococcus lugdunensis2020

    • Author(s)
      Yamazaki Kazuhiro、Minakata Kenji、Sakamoto Kazuhisa、Sakai Jiro、Ide Yujiro、Kawatou Masahide、Kanemitsu Hideo、Ikeda Tadashi、Minatoya Kenji、Sakata Ryuzo
    • Journal Title

      Surgical Case Reports

      Volume: 6 Pages: 280

    • DOI

      10.1186/s40792-020-01062-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accuracy of spiked cell counting methods for designing a pre-clinical tumorigenicity study model2020

    • Author(s)
      Osada Hiroaki、Kawatou Masahide、Takeda Masafumi、Jo Jun-ichiro、Murakami Takashi、Tabata Yasuhiko、Minatoya Kenji、Yamashita Jun K.、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 6 Pages: e04423~e04423

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e04423

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Basic fibroblast growth factor attenuates left-ventricular remodeling following surgical ventricular restoration in a rat ischemic cardiomyopathy model2020

    • Author(s)
      Nagasawa Atsushi、Masumoto Hidetoshi、Yanagi Shigeki、Kanemitsu Naoki、Ikeda Tadashi、Tabata Yasuhiko、Minatoya Kenji
    • Journal Title

      General Thoracic and Cardiovascular Surgery

      Volume: 68 Pages: 311~318

    • DOI

      10.1007/s11748-019-01187-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Establishment of a heart-on-a-chip microdevice based on human iPS cells for the evaluation of human heart tissue function2020

    • Author(s)
      Abulaiti Mosha、Yalikun Yaxiaer、Murata Kozue、Sato Asako、Sami Mustafa M.、Sasaki Yuko、Fujiwara Yasue、Minatoya Kenji、Shiba Yuji、Tanaka Yo、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 19201

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76062-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thyroid storm after mitral valve repair in a patient with Becker muscular dystrophy2020

    • Author(s)
      Yamazaki Kazuhiro、Minakata Kenji、Nakane Takeichiro、Kawatou Masahide、Minatoya Kenji、Sakata Ryuzo
    • Journal Title

      Journal of Cardiac Surgery

      Volume: 36 Pages: 739~742

    • DOI

      10.1111/jocs.15245

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The N-terminal lectin-like domain of thrombomodulin reduces acute lung injury without anticoagulant effects in a rat cardiopulmonary bypass model2020

    • Author(s)
      Itonaga Tatsuya、Hirao Shingo、Yamazaki Kazuhiro、Ikeda Tadashi、Minatoya Kenji、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      General Thoracic and Cardiovascular Surgery

      Volume: 68 Pages: 785~792

    • DOI

      10.1007/s11748-020-01292-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Management of retrosternal adhesion after median sternotomy by controlling degradation speed of a dextran and ε-poly (l-lysine)-based biocompatible glue2020

    • Author(s)
      Takai Fumie、Takeda Takahide、Yamazaki Kazuhiro、Ikeda Tadashi、Hyon Suong-Hyu、Minatoya Kenji、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      General Thoracic and Cardiovascular Surgery

      Volume: 68 Pages: 793~800

    • DOI

      10.1007/s11748-020-01297-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Rabbit Venous Interposition Model Mimicking Revascularization Surgery using Vein Grafts to Assess Intimal Hyperplasia under Arterial Blood Pressure2020

    • Author(s)
      Nishio Hiroomi、Minatoya Kenji、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      Journal of Visualized Experiments

      Volume: 159 Pages: -

    • DOI

      10.3791/60931

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Mesh-Shaped Engineered Cardiac Tissues Derived from Human iPS Cells for In Vivo Myocardial Repair2020

    • Author(s)
      Nakane Takeichiro、Abulaiti Mosha、Sasaki Yuko、Kowalski William J.、Keller Bradley B.、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      Journal of Visualized Experiments

      Volume: 160 Pages: -

    • DOI

      10.3791/61246

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Novel device prototyping for endoscopic cell sheet transplantation using a three-dimensional printed simulator2020

    • Author(s)
      Osada Hiroaki、Ho Wen-Jin、Yamashita Hideki、Yamazaki Kazuhiro、Ikeda Tadashi、Minatoya Kenji、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      Regenerative Therapy

      Volume: 15 Pages: 258~264

    • DOI

      10.1016/j.reth.2020.10.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A discrete neuronal circuit induces a hibernation-like state in rodents2020

    • Author(s)
      Takahashi Tohru M.、Sunagawa Genshiro A.、Soya Shingo、Abe Manabu、Sakurai Katsuyasu、Ishikawa Kiyomi、Yanagisawa Masashi、Hama Hiroshi、Hasegawa Emi、Miyawaki Atsushi、Sakimura Kenji、Takahashi Masayo、Sakurai Takeshi
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 583 Pages: 109~114

    • DOI

      10.1038/s41586-020-2163-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 腹部臓器虚血を伴う大動脈解離と周術期管理2020

    • Author(s)
      金光 ひでお,湊谷 謙司.
    • Journal Title

      胸部外科

      Volume: 73(10) Pages: 783-788

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 大動脈基部拡大と二尖弁を伴うStanford A型急性大動脈解離に対する自己弁温存基部再建術の1例2020

    • Author(s)
      工藤 雅文,山﨑 和裕,境 次郎,川東 正英,坂本 和久,福嶋 崇志,山本 涼,井出 雄二郎,金光 ひでお,池田 義,湊谷 謙司
    • Journal Title

      胸部外科

      Volume: 73(11) Pages: 936-939

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 疾患・再生研究における多様なモデル生物~大型動物から魚類まで~2021

    • Author(s)
      升本 英利
    • Organizer
      第85回日本循環器学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] ヒト心臓組織機能評価のためのヒトiPS細胞を用いたハートオンチップ型マイクロデバイスの開発 第2021

    • Author(s)
      村田 梢, Mosha Abulaiti , 佐藤 麻子, 佐々木 裕子, 柴 祐司, 田中 陽 , 升本 英利
    • Organizer
      第20回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] 3Dプリントシミュレータを用いた心表面への内視鏡的細胞シート移植デバイスの開発2021

    • Author(s)
      長田 裕明,何文晋,山下 英樹,山崎 和裕,池田 義, 湊谷 謙司, 升本 英利
    • Organizer
      第20回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] 当院における高安動脈炎に対する心・大動脈外科治療、30年の成績2020

    • Author(s)
      山﨑 和裕,湊谷 謙司,金光 ひでお,武田 崇秀,川東 正英,坂本 和久,熊谷 基之,境 次郎,木村 崇暢,牧浦 琢朗,井出 雄二郎,池田 義,田崎 淳一,木下 秀之,木村 剛
    • Organizer
      第84回日本循環器学会学術集会
  • [Presentation] 肺疾患を合併する感染症心内膜炎 Discussantの立場から2020

    • Author(s)
      山﨑 和裕
    • Organizer
      第84回日本循環器学会学術集会
  • [Presentation] Heart Failure Treatment Using Engineered 3D Cardiac Sheets2020

    • Author(s)
      Masumoto H.
    • Organizer
      第84回日本循環器学会学術集会
  • [Presentation] 結合織疾患における胸腹部大動脈人工血管置換術2020

    • Author(s)
      工藤 雅文,山﨑 和裕,金光 ひでお,武田 崇秀,坂本 和久,川東 正英,境 次郎,山本 涼,福嶋 崇志,井出 雄二郎,池田 義,湊谷 謙司
    • Organizer
      第120回日本外科学会定期学術集会
  • [Presentation] SIRCアプローチによる胸腹部大動脈置換術におけるcryoablationによる肋間神経ブロックの有用性2020

    • Author(s)
      坂本 和久,湊谷 謙司,山﨑 和裕,金光 ひでお,武田 崇秀,川東 正英,境 次郎,工藤 雅文,井出 雄二郎,池田 義
    • Organizer
      第120回日本外科学会定期学術集会
  • [Presentation] 当科における基部再建術10年の成績2020

    • Author(s)
      山﨑 和裕,湊谷 謙司,金光 ひでお,川東 正英,坂本 和久,境 次郎,工藤 雅文,福嶋 崇志,武田 崇秀,井出 雄二郎,池田 義
    • Organizer
      第50回日本心臓血管外科学会学術総会
  • [Presentation] 大動脈リモデリング、遠隔成績から考える慢性B型解離に対するTEVARの妥当性2020

    • Author(s)
      坂本 和久,湊谷 謙司,山﨑 和裕,金光 ひでお,武田 崇秀,川東 正英,境 次郎,辻 崇,工藤 雅文,福嶋 崇志,田崎 淳一,井出 雄二郎,池田 義
    • Organizer
      第50回日本心臓血管外科学会学術総会
  • [Presentation] 急性大動脈解離に対する中枢側吻合-Proximal Stepwise Techniqueの有用性2020

    • Author(s)
      金光 ひでお,湊谷 謙司,山﨑 和裕,川東 正英,武田 崇秀,境 次郎,坂本 和久,工藤 雅文,福嶋 崇志,井出 雄二郎,池田 義
    • Organizer
      第50回日本心臓血管外科学会学術総会
  • [Presentation] 順行性選択的脳灌流を併用した胸部大動脈手術における脳梗塞の発生率:前向き観察研究2020

    • Author(s)
      境 次郎,湊谷 謙司,福嶋 崇志,工藤 雅文,川東 正英,坂本 和久,井出 雄二郎,金光 ひでお,山﨑 和裕,池田 義
    • Organizer
      第50回日本心臓血管外科学会学術総会
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来心血管系細胞多層体を用いた新たな重症心不全治療法2020

    • Author(s)
      升本 英利
    • Organizer
      第19回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来心血管系細胞多層体を用いた心不全治療法の開発2020

    • Author(s)
      升本 英利
    • Organizer
      第24回日本心不全学会学術集会
  • [Presentation] 臨床グレードヒトiPS細胞由来心血管系細胞多層体移植によるラット心筋梗塞モデル心機能回復効果の検討2020

    • Author(s)
      長田 裕明,升本 英利,川東 正英,山﨑 和裕,池田 義,湊谷 謙司
    • Organizer
      第73回日本胸部外科学会定期学術集会
  • [Presentation] 広範囲胸部下行、胸腹部置換術における3D CTを用いた標的肋間動脈の同定、再建2020

    • Author(s)
      坂本 和久,湊谷 謙司,山﨑 和裕,金光 ひでお,升本 英利,武田 崇秀,川東 正英,熊谷 基之,境 次郎,辻 崇,木村 崇暢,牧浦 琢朗,井出 雄二郎,池田 義
    • Organizer
      第73回日本胸部外科学会定期学術集会
  • [Presentation] 自己弁温存基部置換術後、遠隔期のバルサルバグラフトのgeometryの変化2020

    • Author(s)
      境 次郎,湊谷 謙司,山﨑 和裕,金光 ひでお,川東 正英,坂本 和久,武田 崇秀,熊谷 基之,辻 崇,木村 崇暢,牧浦 琢朗,井出 雄二郎,池田 義
    • Organizer
      第73回日本胸部外科学会定期学術集会
  • [Presentation] J2N-kハムスター拡張型心筋症モデルにおけるバイオマーカー探索および病態解明に向けたMALDiイメージング質量分析およびショットガンプロテオミクスの併用2020

    • Author(s)
      辻 崇,新谷 祈,石田 瑞樹,韮澤 崇,梶田 遼,Patrick Bruneval,植田 初江,升本 英利,湊谷 謙司,池川 雅哉
    • Organizer
      第73回日本胸部外科学会定期学術集会
  • [Presentation] 高度心不全をともなう機能性僧帽弁逆流に対する両乳頭筋間縫縮術2020

    • Author(s)
      山﨑 和裕,湊谷 謙司,金光 ひでお,武田 崇秀,坂本 和久,川東 正英,熊谷 基之,境 次郎,辻 崇,牧浦 琢朗,木村 崇暢,井出 雄二郎,池田 義
    • Organizer
      第73回日本胸部外科学会定期学術集会
  • [Presentation] TEVER後の外科手術による再治療の治療成績2020

    • Author(s)
      境 次郎,山﨑 和裕,金光 ひでお,坂本 和久,川東 正英,工藤 雅文,福嶋 崇志,井出 雄二郎,池田 義,湊谷 謙司
    • Organizer
      第48回日本血管外科学会学術総会
  • [Presentation] 高安動脈炎に対する血管外科治療2020

    • Author(s)
      山﨑 和裕,湊谷 謙司,金光 ひでお,武田 崇秀,川東 正英,坂本 和久,熊谷 基之,境 次郎,木村 崇暢,井出 雄二郎,池田 義
    • Organizer
      第48回日本血管外科学会学術総会
  • [Presentation] 臨床グレードヒトiPS細胞由来心血管系細胞多層体による心不全治療効果の検討2020

    • Author(s)
      長田 裕明,升本 英利,川東 正英,湊谷 謙司
    • Organizer
      第10回DDS再生医療研究会
  • [Presentation] Open Aortic Replacement for Choronic Type B Dissection after Thoracic Endovascular Aortic Repair2020

    • Author(s)
      Kudo M, Yamazaki K, Kanemitsu H, Takeda T, Sakamoto K, Kawatou M, Sakai J, Yamamoto R, Fukushima T, Ide Y, Ikeda T, Minatoya K
    • Organizer
      ASCVTS2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cardiovascular Regenerative Medicine Supported By Biomaterials And Drug Delivery System2020

    • Author(s)
      Masumoto H.
    • Organizer
      Controlled Release Society Virtual Annual Meeting 2020
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Transplantation of clinical-grade human induced pluripotent stem cell derived cardiac tissues contributes to functional recovery in a rat myocardial infarction model.2020

    • Author(s)
      Osada H, Masumoto H, Kawatou M, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K, Yamashita JK.
    • Organizer
      European Society of Cardiology (ESC) Congress 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Therapeutic Potential of Clinical Grade Human Induced Pluripotent Stem Cell-derived Cardiac Tissues for a Rat Myocardial Infarction Model2020

    • Author(s)
      Osada H, Masumoto H, Kawatou M, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K.
    • Organizer
      AHA2020
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

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