A novel cell culture mechanical unloading model for dissecting mechanisms of reverse remodeling

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我々の研究目的は、心筋細胞における機械的減負荷モデルを作成し、心不全状態において機械的減負荷が心筋細胞に与える影響を細胞分子学的に解明することである。機械的減負荷をもたらす条件作成にはRotary Cell Culture System (RCCS)と呼ばれる、市販の回転により微小重力における培養環境を作り出す三次元培養モデルを用いた。2022年度は本研究において最も重要であるラット心筋細胞心不全モデルにおけるRCCSの条件を確定できた。具体的には、アンジオテンシン II刺激下でRCCSを用いて24時間培養した細胞と静置で培養した細胞では、RCCSを用いた細胞においてβMHCやBNPをはじめとした心肥大マーカーの上昇が抑制され、48時間後のウエスタンブロット法では4EBPやS6KなどのmTOR経路に関わる蛋白のリン酸化が抑制されていることを明らかにした。よって、RCCSにより機械的減負荷を模した状態では心筋肥大が抑制され、これにはmTORが関わるという重要なメカニズムが示唆された。上記結果は2022年度日本循環器学会にて発表した。現時点ではBridge to TransplantationからBridge to Recoveryとしての役割を待望されている、補助人工心臓等の、心臓に強力な機械的現負荷をもたらすディバイスであるが、我々の研究により機械的減負荷による心不全改善のメカニズムがさらに明らかになれば新たな心不全治療の一助となること、効果が期待できる患者の層別化に繋がるという大きなインパクトをもたると考えるられ、現時点での我々の研究成果は大きな意義を持つものと考えられる。