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。

迄今为止，研究的目的是开发一种新的心脏停跳液，可以延长心脏骤停期间心肌的缺血耐受时间，因为人们认为很难证明保护液延长缺血耐受的假设。这次，我们改变了研究内容，并根据我们科室迄今为止进行的研究成果提出了一项新的心血管研究。从今年年中开始，我们正在进行从胎儿动脉导管中收集血管平滑肌细胞，通过传代繁殖细胞，然后形成球体（细胞团）的研究。动脉导管是胎儿循环的重要血管，在肺动脉和降主动脉之间分流，但它是一种具有非常有趣特征的血管，导致它从婴儿出生并开始呼吸的那一刻起就关闭。动脉导管仅存在于胎儿阶段，因此采集起来相对困难，而且即使我们尝试使用动脉导管组织来测量氧反应性或由于添加药物而随时间的变化，但由于组织因添加药物而恶化，因此也不适合。其脆弱性。因此，我们认为，通过从动脉导管中提取血管平滑肌细胞并通过收集细胞来创建球体，可以以类似于体内环境的3D方式观察细胞动态。在迄今为止进行的实验中，导管动脉平滑肌细胞球体中前列腺素刺激产生的透明质酸的量低于培养皿中培养的二维平滑肌细胞，但粘附相关蛋白的mRNA表达量处于中等水平2D 细胞环境和组织环境之间的位置。到目前为止，对动脉导管的研究主要在培养皿培养中进行，但动脉导管平滑肌细胞的球化不仅使得在更类似于体内的环境中观察细胞动态成为可能，而且还允许药物和药物的使用人们认为这是一种不仅可以进行氧反应性的生化评估，还可以进行组织学评估的工具。迄今为止的实验结果已在2023年3月举行的日本生理学会第100届会员大会上以海报的形式展示。

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