低侵襲化を目指した心筋保護液の開発　～虚血合併心筋に対する虚血許容時間の延長～

开发以微创为目标的心脏停跳液～延长缺血并发心肌的缺血耐受时间～

• 批准号: 21K16503
• 负责人: 井上 天宏
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Jikei University School 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: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K16503/
• 关键词: 虚血心筋; 心筋保護液; ビタミンB1; 動脈管; 平滑筋細胞; スフェロイド; プロスタグランジン; ヒアルロン酸; 心停止; 心筋虚血; 再灌流障害; 心停止時間; 虚血再灌流障害

これまでに心停止中の心筋の虚血許容時間を延長することができる心筋保護液の新規開発を目的に研究を行ってきたが、本年夏まで実験を行った結果、ビタミンB1添加の心筋保護液が虚血許容時間を延長するとした仮説を実証することは困難と考えられたため研究内容を変更し、当教室でこれまで行ってきた研究実績をもとに新たな心血管研究を発案した。今年度途中からは胎児動脈管から血管平滑筋細胞を採取、継代により細胞を増殖させたのち、スフェロイド（細胞塊）を作製する研究を行っている。動脈管は肺動脈と下行大動脈の間をシャントする胎児循環には必須の血管であるが、出生し呼吸を始めた時点から閉鎖に導かれる非常に興味深い特徴を持った血管である。動脈管は胎児期にしか存在しないため採取が比較的難しく、酸素応答性や薬物添加による経時的変化を動脈管組織を用いて行おうとしても脆弱性により組織が劣化するため適さない。そこで動脈管から血管平滑筋細胞を抽出し、細胞を集合体にしスフェロイドを作製することで、in vivo環境に類似した3Dでの細胞の動態を観察することが可能になると考えた。これまでに行った実験では、プロスタグランジン刺激によるヒアルロン酸産生量は、細胞数あたりでは動脈管平滑筋細胞スフェロイドはシャーレ培養2D平滑筋細胞に比べ低下していたが、細胞外基質や細胞間接着関連タンパク質のmRNA発現は2D細胞環境と組織環境の中間的位置を示した。これまでの動脈管研究はシャーレ培養状態での実験が主であったが、動脈管平滑筋細胞のスフェロイド化は、よりin vivoに類似した環境で細胞動態を観察することができるとともに、薬剤や酸素への反応性を生化学的評価のみならず組織学的評価を行うことができるツールであると考えられた。これまでの実験結果は、2023年3月に行われた第100回日本生理学会総会でポスター発表した。

Up until now, we have been conducting research with the aim of developing new myocardial protective fluids that can extend the ischemia-tolerable time of myocardium during cardiac arrest, but as a result of experiments until this summer, it was thought that it would be difficult to demonstrate the hypothesis that myocardial protective fluids that add vitamin B1 would increase the ischemia-tolerable time, so we changed the research content and came up with new基于我们到目前为止我们进行的研究经验的心血管研究。在今年中期，我们一直在进行研究从胎儿动脉导管中收集血管平滑肌细胞，通过通道扩展细胞，然后创建球体（细胞肿块）。动脉导管是胎儿循环的必不可少的血管，该血管在肺动脉和降主动脉之间分流，但它是一种具有非常有趣的特征的血管，从出生和开始呼吸。动脉导管仅存在于胎儿时期，因此收集相对难以收集，即使您尝试使用动脉动脉组织随着氧气反应性或添加药物的增加而随时间变化，由于脆弱性，组织也会恶化。因此，我们认为，通过从动脉导管中提取血管平滑肌细胞并创建球体，可以观察到3D中的细胞动力学，类似于体内环境。在先前的实验中，与培养皿中的2D平滑肌细胞相比，在动脉动脉抑制平滑肌细胞球体中，由于前列腺素刺激引起的透明质酸的产生量已降低，但是细胞外基质和细胞间粘附相关蛋白的mRNA表达表示与中间相关的蛋白质在2D环境之间指示。先前的动脉导管研究主要是在培养皿培养中进行的，但是动脉动脉肌的球体化被认为是一种工具，可以在类似于体内的环境中观察细胞动力学，并且还允许对它们对药物和氧气的反应性以及组织学评估的生化评估。在2023年3月的日本生理学学会第100届股东大会上，以前的实验结果作为海报提出。

项目成果

胎児ラット動脈管平滑筋細胞を用いた3DスフェロイドのPGE1応答性

使用胎鼠动脉导管平滑肌细胞的 3D 球体的 PGE1 反应性

• 发表时间: 2023
• 作者: 南侑輝;向田宏;佐藤剛;康本豪哲;薄葉政人;近藤里那子;井上 天宏
• 通讯作者: 井上 天宏

Impact of vitamin B1 contained in cardioplegia on cardioprotection during cardiac arrest

心脏停跳液中维生素B1对心脏骤停时心脏保护作用的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 南侑輝;向田宏;佐藤剛;康本豪哲;薄葉政人;近藤里那子;井上 天宏;Kakeru Okawa
• 通讯作者: Kakeru Okawa