Regulation of myocardial calcium concentration using the caged compound and patterned illumination: Toward elucidating the mechanism of arrhythmogenesis

使用笼式化合物和图案照明调节心肌钙浓度：阐明心律失常发生机制

• 批准号: 22K18174
• 负责人: 望月 健太郎
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18174/
• 关键词: 不整脈; 心筋Ca; ケージド化合物; 光パターン形成; カルシウム過負荷; カルシウム蛍光イメージング

本研究では、ケージド化合物と光パターン形成技術を利用して心臓局所におけるCa2+濃度を制御し、Ca2+過負荷に起因する不整脈発症機構の解明を目指す。当該年度は、検証用光学システムの構築と、単離培養心筋細胞層を対象にした心筋組織内局所におけるCa2+過負荷の生成およびその前後における興奮伝導様式の変化の有無を検証した。検証用光学システムは、紫外LED光の円形照射領域の座標と面積を制御可能な照射光学系と、マクロズーム顕微鏡を基盤とした蛍光検出系から構成され、試料面上で直径約3~9mmの円形領域に及ぶ紫外光照射と同時に、最大視野約1,500平方mm・最大画素数376x252pixels・最大撮像速度400frame/secondの条件でCa2+蛍光イメージングが可能であった。検証用光学システムを用いて、ケージドCa2+(DMNPE-4/AM)およびCa2+濃度蛍光指示薬(Fluo-8/AM)を負荷した単離培養心筋細胞層を対象に紫外光照射を行ったところ、紫外光照射領域においてのみCa2+濃度の上昇が認められ、局所的なCa2+過負荷の生成を実験的に再現できた。また、心筋細胞層の静止期(電極刺激の非駆動下)では生成した局所Ca2+過負荷領域からのCa2+トランジエントの発生(異常興奮の発生に相当)が、また電極刺激による興奮下ではCa2+興奮伝導波が局所Ca2+過負荷領域において遅延する様子がそれぞれ認められ、局所Ca2+過負荷に伴う興奮伝導様式の変化の一部が実証された。ケージド化合物を利用した心筋組織局所Ca2+過負荷の再現とそれに伴う興奮伝導様式の変化を捉えた本研究成果は、当該年度において国内外の学会で研究報告を行なった。

This study で は, ケ ー ジ ド compound と light パ タ ー ン を forming technology using し て heart viscera bureau に お け る を royal し, Ca2 + concentration Ca2 + overload に cause す る 発 disease of arteries and veins not institutions の interpret を refers す. When the annual は, 検 certificate with optical シ ス テ ム の build と, 単 culture heart muscle cells layer を like に seaborne し た heart muscle tissues bureau に お け る Ca2 + overload の generated お よ び そ の before and after に お け る excited 伝 guide others in type の variations change の presence of を 検 card し た. 検 card with optical シ ス テ ム は, uv LED light の has drifted back towards &yen; の coordinates と conformal irradiation field area を suppression may な と, department of radiation light マ ク ロ ズ ー ム 顕 micromirror を base plate と し た 蛍 light 検 out department か ら constitute さ れ, sample surface で 3 ~ 9 mm in diam の に has drifted back towards &yen; form field and ultraviolet light ぶ と に at the same time, the most large 1500 square mm, maximum pixels Number: 376x252pixels · Maximum image capture speed: 400frame/second <s:1> conditions: でCa2+蛍 light: メ メ ジ グが グが possible: であった. 検 card with optical シ ス テ ム を with い て, ケ ー ジ ド Ca2 + (DMNPE - 4 / AM) お よ び 蛍 light indicator 薬 Ca2 + concentration (Fluo - 8 / AM) を load し た 単 from cultivating heart muscle cells layer を ultraviolet light as に seaborne を line っ た と こ ろ, uv irradiation field に お い て の み Ca2 + concentration rising の が recognize め ら れ, bureau The なCa2+ overload な generates the に reproduction of the を experiment で た た た. ま た の dormant state, the heart muscle cells layer (electrode stimulation の 駆 touch) で は generated し た bureau Ca2 + overload area か ら の Ca2 + ト ラ ン ジ エ ン ト の 発 raw (especially excited の 発 に quite) が, ま た electrodes to stimulate に よ る excited under で は Ca2 + excited 伝 guided wave が bureau Ca2 + overload area に お い て 遅 delay す る others child が そ れ ぞ Youdaoplaceholder0 recognize められ, local Ca2+ overload に accompanied by う excitation 伝 pattern <s:1> variation <e:1> a が practical evidence された. を ケ ー ジ ド compounds using し た heart muscle tissue bureau Ca2 + overload の reappearance と そ れ に with う excited 伝 guide others in type の variations change を catch え た は this research results, when the annual に お い て の learn line を な で study at home and abroad っ た.

项目成果

Local flash photolysis of caged Ca2+ provokes alterations of impulse generation and propagation of cardiac tissue

笼中 Ca2 的局部闪光光解引起心脏组织脉冲产生和传播的改变

• DOI: 10.1117/12.2633241
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of SPIE
• 作者: Kentaro Mochizuki;Yuma Morishita;Shoko Tamura;Hideo Tanaka
• 通讯作者: Hideo Tanaka

心筋組織局所におけるケージドCa2+光分解によるCa2+動態変化と興奮伝導異常

局部心肌组织中笼内 Ca2+ 光解导致 Ca2+ 动力学变化和兴奋性传导异常

• 发表时间: 2022
• 作者: 望月健太郎;田村昌子;森下祐馬;原田義規;田中秀央
• 通讯作者: 田中秀央