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放射光を用いた心筋クロスブリッジ動態の実時間解析法の確立と臨床応用

同步辐射心肌跨桥动力学实时分析方法的建立及临床应用

基本信息

批准号：
16659210
负责人：
白井幹康
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Hiroshima International University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16659210/
关键词：
心筋収縮タンパク質クロスブリッジ動態放射光 X線回折法小角散乱ナノテクノロジー高血圧ラット心肥大心筋収縮タンパクミオシン間距離 βアドレナリン受容体刺激リアノジン細胞内Ca^<2+>放出機構生体内拍動心臓ラット

项目摘要

平成16及び17年度において、1)丸ごと心臓における最適X線回折像の取得法の確立2)正常及び病的心臓(主に虚血心)におけるクロスブリッジの収縮・拡張中の挙動、特に心室圧-容積関係との対応及び3)β受容体刺激による心収縮性増大と細胞内Ca^<2+>放出機構の関係について基礎的研究を進めた。最終年度である本年度は、これまで確立した心筋タンパク質動態の評価法が、実際の臨床症例で役立つかどうかをより確かなものとする目的で、高血圧モデルラット(SHR)心臓における収縮タンパク質動態の変化を調べた。この研究では、特に、心筋の局所ごとの収縮タンパク機能異常が捉えられるか否かに焦点を当てた。大型放射光施設SPring-8(BL40XU)で実験を行った。準単色放射光(波長:0.08nm、幅:0.2x0.2mm、X線エネルギー15keV)をラット左心室に当て、心筋の小角散乱をX線イメージインテンシファイアと組み合わせた高速CCDカメラで記録した。麻酔下ラットにおいて、胸壁を部分的に取り去り、コンダクタンスカテーテルとマイクロマノメータを左室に直接挿入し、左室の圧-容積関係とX線回折像の同時記録を行った。回折像には2つの顕著な回折ピーク、(1,0)反射と(1,1)反射があり、心筋収縮・拡張によってそれらの強度は変化するが、心筋運動の両反射強度への影響を取り除くため、(1,0)反射と(1,1)反射の輝度比をミオシンとアクチン間の質量移動の指標として解析した。SHR(22週齢)の左心室の前壁と後壁の輝度比(1,0/1,1)、左室圧及び左室容積を同時に連続記録した。この週齢のSHRでは、心筋力学的には収縮異常は検出できなかった。しかし、心筋局所では収縮タンパク質の機能異常が検出された。その1異常の進行度合いは心筋局所ごとに異なった。即ち、左室後壁では、正常ラットから得られる収縮・拡張時の輝度比変化と同じパターンの変化が得られたが、前壁では、輝度比変化のパターンに明らかな異常を認めた。その異常パターンは極めて複雑で、収縮期と拡張期に同期した輝度比の変化はまったく消失し、最大質量移動(拡張期輝度比と収縮期輝度比の差)は正常ラットと比べ有意に減少していた。これらの結果は、SHR肥大心臓では、収縮タンパク機能の障害は心臓全体で均一に進行するのではなく、不均一に進行することを示した。従来のSHR心臓のマクロ的な研究では、生後18〜22ヶ月で心機能障害が初めて起こるとされてきたが、本研究によって、タンパク質レベルではもっと早期に障害が起こることが明らかとなった。本研究で開発された放射光X線回折による生体内拍動心臓での収縮タンパク質動態解析法は、基礎、臨床のいずれにおいても、生理的な心筋局所の収縮機能評価法として、さらには、心臓疾患に対する新薬のタンパクレベルの評価法として、今後ますます重要になると考えられた。

1) Establishment of optimal X-ray image acquisition method for cardiac contractions and contractions in normal and diseased hearts (mainly hypothermic hearts); 2) The relationship between cardiac contractions and ventricular pressure-volume during contraction and expansion; and 3) The relationship between cardiac contractions and intracellular Ca^<2+> emission mechanisms due to β receptor stimulation. This year, we have established a method for evaluating cardiac muscle mass dynamics, and we have established a clinical case for evaluating cardiac muscle mass dynamics. We aim to improve cardiac muscle mass dynamics of high blood pressure (SHR). This study focuses on the following: The large-scale radiation facility SPring-8(BL40XU) was launched. Quasi-color radiation (wavelength:0.08nm, amplitude:0.2x0.2mm, X-ray emission: 15keV) was recorded in the left ventricle, small angle scattering of cardiac muscle, X-ray emission: high-speed CCD emission. The left ventricle is directly inserted into the chest wall, and the pressure-volume relationship of the left ventricle and X-ray reflection image are recorded simultaneously. Reflective image is the index of mass shift between reflection intensity and (1, 0) reflection luminance ratio. The index of mass shift between reflection intensity and (1, 1) reflection luminance ratio is analyzed. In SHR(22 weeks old), the luminance ratio of anterior and posterior wall of left ventricle (1, 0/1, 1), left ventricular pressure and volume were recorded simultaneously. This is the first time I've ever seen a woman. The abnormal function caused by the contraction of the muscle and muscle in the heart was detected. 1 abnormal degree of convergence in the center of the tendon bureau That is to say, the brightness ratio of the posterior wall of the left ventricle changes from normal to normal, and the brightness ratio of the anterior wall changes from normal to abnormal. The maximum mass shift (difference between brightness ratio of expansion period and brightness ratio of contraction period) is intentionally reduced. The result is that SHR has a large heart, and the damage caused by the contraction of the heart is uniform. The study of SHR heart function disorder from 18 to 22 months after birth was carried out. In this study, we developed a new method for evaluating the contraction function of cardiac muscle in vivo, including basic, clinical and physiological methods for analyzing the contraction function of cardiac muscle in vivo.