肺静脈心筋の潜在性自動能の機序解明とペースメーカー電流の動物種差に関する検討

本年度は、ブタ肺静脈心筋の入手が困難であったため、心臓自動能とりわけ心拍数の種差の要因を探る研究を中心に行なった。その一つは、種を超えて普遍的な機能を持つ遺伝子や種の違いを決定する遺伝子の検索である。マウス、ラット、ヒトの心房、心室、洞房結節のトランスクリプトームデータを分析し、種の違いを考慮して特異性測定（SPM）値を計算することでそれらを比較した。その結果、3 つの心房特異的マーカー、11 つの心室特異的マーカー、および 17 個の洞房結節特異的マーカーを特定した。また、上記3 つの心臓領域の中で洞房結節の種差が最も大きく、従来洞結節 (SA) 特異的転写因子であると考えられていたTBX18、TBX3、および ISL1 が、ヒトまたはラットでは洞房結節特異的転写因子として分類されなかった。一方、SHOX2 および HOX2A は種を超えて共通の SA マーカー候補であり、中でもSA特異的転写因子としてのSHOX2の優位性は決定的であった。こうした遺伝子発現の種差が心拍数の種差に関与している可能性が示唆された。これらの研究結果について、学術誌に発表した。もう一方のラット洞房結節細胞を用いた電気生理学実験は、自発性活動電位を有するペースメーカー細胞の活動電位及び過分極活性化電流の記録を行い、Csで抑制されない成分があることを確認した。しかし、イオン選択性についての詳細な解析には至っておらず、ClC由来のCl電流なのか、HCN4由来の陽イオン電流なのかの決着には至っておらず、現在遂行中である。

本年度は、ブタ肺静脈心筋の入手が困難であったため、心臓自動能とりわけ心拍数の種差の要因を探る研究を中心に行なった。その一つは、種を超えて普遍的な機能を持つ遺伝子や種の違いを決定する遺伝子の検索である。マウス、ラット、ヒトの心房、心室、洞房結節のトランスクリプトームデータを分析し、種の違いを考慮して特異性測定（SPM）値を計算することでそれらを比較した。その結果、3 つの心房特異的マーカー、11 つの心室特異的マーカー、および 17 個の洞房結節特異的マーカーを特定した。また、上記3 つの心臓領域の中で洞房結節の種差が最も大きく、従来洞結節 (SA) 特異的転写因子であると考えられていたTBX18、TBX3、および ISL1 が、ヒトまたはラットでは洞房結節特異的転写因子として分類されなかった。一方、SHOX2 および HOX2A は種を超えて共通の SA マーカー候補であり、中でもSA特異的転写因子としてのSHOX2の優位性は決定的であった。こうした遺伝子発現の種差が心拍数の種差に関与している可能性が示唆された。これらの研究結果について、学術誌に発表した。もう一方のラット洞房結節細胞を用いた電気生理学実験は、自発性活動電位を有するペースメーカー細胞の活動電位及び過分極活性化電流の記録を行い、Csで抑制されない成分があることを確認した。しかし、イオン選択性についての詳細な解析には至っておらず、ClC由来のCl電流なのか、HCN4由来の陽イオン電流なのかの決着には至っておらず、現在遂行中である。