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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们旨在使用笼子化合物和光模式形成技术在局部心脏部位控制Ca2+浓度，并阐明由Ca2+过载引起的心律不齐的机制。在今年，我们研究了验证光学系统的构建以及靶向孤立的培养心肌细胞层的心肌组织中的CA2+过载的存在或不存在，以及此之前和之后的激发传导模式的变化。验证光学系统由一个辐照光学系统组成，该系统可以控制紫外线LED光的圆形照射区域的坐标和面积，以及基于宏观显微镜的荧光检测系统。同时，在样品表面的直径约3至9 mm的圆形区域，在大约1,500平方mm的最大视野条件下，可能会在样品表面上直径约3至9 mm，最大数量为376 x 252像素，最大成像速度为400 frameSem/秒。使用验证光学系统，将紫外线辐射为孤立的培养的心肌细胞层，该层带有笼子Ca2+（DMNPE-4/AM）和Ca2+浓度荧光指示剂（Fluo-8/AM），以及CA2+浓度增加的浓度仅在Ultraviolet Light Primadiation Ca2+ local Ca2+ local ca2+ local ca2+ local ca2+浓度中观察到。此外，在心肌细胞层的静止阶段（在没有电极刺激的情况下），从局部Ca2+产生的CA2+过载区域产生Ca2+瞬态（对应于异常激发的发生），在激发下以及由电极刺激引起的激发，CA2+激发导出的范围驱动器延迟了CA2+过量的变化。 CA2+超载。这项研究报告是在日本和海外制作的，该报告捕获了使用笼子化合物的局部Ca2+心肌组织过载的繁殖以及激发传导模式的相关变化。