新生ラットにおける冠微小循環系と心筋の相互依存性増殖過程の医工学的解析

新生大鼠冠状动脉微循环系统与心肌相互依存生长过程的医学工程分析

基本信息

批准号：
15700330
负责人：
毛利聡
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

再生医工学において血管新生と心筋再生は中心的課題であり、生体内における相互関係の重要性は十分に認識されているが、技術的あるいは評価法の難しさから個々に研究されているのが現状である。本研究では冠微小循環と心筋の相互依存性増殖過程にスポットを当て、相互機能発達という観点から検討し、心機能発達上不可欠な統合的情報を得ることで生理学的な知見を通して再生医療にも貢献することを目的として研究を遂行した。実験は、1)独自のCCDカメラを用いた新生児および胎児ラットの冠微小循環の可視化、2)大型放射光施設SPring-8によるアクチン・ミオシンのX線回折像解析によるクロスブリッジ発達過程の観察を行った。1)では、ペンシル型生体顕微鏡にて胎児及び新生児ラットの冠循環可視化を可能にし、成長に伴う解剖学的・生理学的発達を観察・評価した。この際に、心外膜側を覆う毛細管と心筋内の細動脈を焦点調節により同時に観察することが出来、壁張力が異なる心外膜側、心筋内、心内膜側微小循環の同時可視化の可能性が示された。また、細動脈レベルでは、成ラットにおいて枝状の分岐を呈するのと異なり、中洲状の分岐を有する血管を観察出来た。これは血管新生過程にあるものと考えられた。2)では摘出全心臓を用いてアクチン・ミオシン二重六角格子によるX線回折像を観察した。出生直後はアクチン・ミオシンの配向が成ラットに比べて未熟であり、回折像を得ることが出来なかった。これは心筋量の違いではなくアクチン・ミオシンの分子配列によるものであり、生後日数と共に配向が発達し、約二週間で成ラットと同じパターンの回折像を呈することが明らかになった。

血管生成和心肌再生是再生医学工程的核心问题，它们在体内相互关系的重要性已得到充分认识，但由于技术和评估方法的困难，目前尚未对它们进行单独研究。本研究围绕冠状动脉微循环与心肌相互依存的生长过程，从相互功能发育的角度对其进行考察，获得心脏功能发育所必需的综合信息，通过生理学知识可应用于再生医学的研究。以做出贡献为目的。该实验包括 1) 使用独特的 CCD 相机对新生和胎儿大鼠的冠状动脉微循环进行可视化，以及 2) 通过使用大型同步加速器辐射设施 SPring 分析肌动蛋白和肌球蛋白的 X 射线衍射图像来观察横桥发育过程-8。在1）中，我们使用铅笔型生物显微镜观察胎儿和新生大鼠的冠状循环，并观察和评估它们生长过程中的解剖和生理发育。此时，通过调节焦点，可以同时观察覆盖心外膜侧的毛细血管和心肌内的小动脉，可以同时可视化心外膜侧、心肌内侧、心内膜侧的微循环，显示了具有不同壁张力的可能性。此外，在小动脉水平上，观察到具有沙洲状分支的血管，这与成年大鼠中看到的分支状分支不同。这被认为是由于血管生成过程所致。在2)中，我们使用分离的整个心脏，使用肌动蛋白-肌球蛋白双六角晶格观察了X射线衍射图像。刚出生时，与成年大鼠相比，肌动蛋白和肌球蛋白的定向还不成熟，无法获得衍射图像。据了解，这不是由于心肌质量的差异，而是由于肌动蛋白和肌球蛋白的分子排列，并且方向随着出生后的天数而发展，并且衍射图案的图案与大约两周后成年大鼠的情况。