トップページ研究室紹介(基礎医学領域)器官系機能調節学(協力) 心・血管学

器官系機能調節学(協力)

心・血管学

研究室概要

 心臓の調和の取れた収縮は、心筋細胞に電気的興奮(活動電位)が生じ、それが心臓内を一定の順序で規則正しく伝播することによりもたらされる。心臓に対する様々な内的・外的環境変化は、このような心筋の電気活動に大きな変化を及ぼし、その適応過程が破綻すると重篤な不整脈が発生する。
 当研究室では、このような心臓の電気現象と不整脈の発生機序について、イオンチャネル蛋白・遺伝子などの分子レベルから、単一細胞、組織、臓器、さらには個体、集団における心電図まで、様々な階層の実験・解析系を用いて解明することを目指し研究を進めている。
 また、iPS細胞から分化させた心筋細胞を用いた研究も開始している。

研究実績

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研究紹介

1) 心筋イオンチャネルと薬物相互作用の構造機能連関
薬物による心筋Kチャネル抑制の分子機構について、人工的に発現させたチャネルの細胞電気生理実験と、チャネル内薬物結合の三次元シミュレーションモデルとを組み合わせて解析している。この研究では、致死性不整脈の原因となる薬物誘発QT延長症候群の病態解明と予防対策としてのIn Silico創薬分子設計を目指している。

2) iPS細胞を用いた研究
健常者や遺伝子疾患を有する心疾患患者由来のiPS細胞を用い、心筋細胞に分化させて、細胞の電気生理学的性質、不整脈との関連性とその制御、創薬に関する研究を開始している。

3)心臓突然死のメカニズム解明と治療に関する研究
心室細動・頻拍など致死性不整脈の原因となる渦巻き型興奮旋回(スパイラル・リエントリー)の成立機構や持続のメカニズムについて、高分解能の心筋活動電位光学マッピング実験システムを用いて解析している。この研究では、スパイラル・リエントリーの制御による不整脈突然死の革新的な予防法の開発を目指している。

4) 心臓のリモデリングと不整脈
心肥大・心不全などの病態に伴う心筋の形態・機能変化(リモデリング)と心室細動・頻拍など致死性不整脈との関連について、完全房室ブロックに伴うelectrical stormモデルや心室高頻度刺激モデル動物を用いて、主に心筋イオンチャネル・トランスポータ、細胞内Ca制御タンパクの発現変化の面から解析している。

5) 心臓のペースメーカ機能
洞房結節における生理的ペースメーカ機能や、心房あるいは肺静脈周囲の心筋における病的な細胞興奮の成立機序について、電気生理学・免疫組織化学実験とコンピュータ・シミュレーションを組み合わせて解析している。

6) 心拍変動の新しい指標を用いた心臓突然死の予測と、健康ストレスに基づく健康障害のエビデンス作成
ホルター24時間心電図の大規模データベースから、生活行動様式と心血管イベントとの関連を解析し、現代社会におけるストレスと健康障害との関連に関するエビデンス作りを目指している。

大学院入学案内

 当研究室では、心臓電気生理学と分子生物学、さらに近年飛躍的に進展しているiPS細胞技術を組み合わせて、心臓不整脈の発生メカニズムの解明とその治療・予防に関する基礎的研究を行っています。主体性をもって自主的に実験を推進することができる大学院生の入学を期待しています。
 また、国内外の研究機関との共同研究も広く行っており、留学も積極的に支援します。

教員

構成員名/英名表記 役職 所属
神谷 香一郎/KAMIYA, Kamiya
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教授 環境医学研究所 生体適応・防御部門 心・血管分野
本荘 晴朗/HONJO, Haruo
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准教授環境医学研究所 生体適応・防御部門 心・血管分野
植田 典浩/UEDA, Norihiro
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助教環境医学研究所 生体適応・防御部門 心・血管分野

研究分野紹介

専攻 細胞情報医学専攻
大講座 器官系機能調節学(協力)
分野 心・血管学
ユニット名 環境医学研究所

研究キーワード

イオンチャネル、iPS細胞、致死性不整脈、リモデリング、ペースメーカ機能、心拍変動

 

研究実績

1. Nakagawa H, Honjo H, Ishiguro YS, Yamazaki M, Okuno Y, Harada M, Takanari H, Sakuma I, Kamiya K, Kodama I: Acute amiodarone promotes drift and early termination of spiral wave re-entry. Heart Vessels 25: 338-347, 2010.

2. Iida M, Maeda H, Yamamoto M, Yamazaki M, Honjo H, Kodama I, Kamaiya K: Association of renal artery stenosis with aortic jet velocity in hypertensive patients with aortic valve sclerosis. Am J Hypertens 23: 197-201, 2010.

3. Ishiguro YS, Honjo H, Opthof T, Okuno Y, Nakagawa H, Yamazaki M, Harada M, Takanari H, Suzuki T, Morishima M, Sakuma I, Kamiya K, Kodama I: Early termination of spiral wave reentry by combined blockade of Na+ and L-type Ca2+ currents in a perfused two-dimensional epicardial layer of rabbit ventricular myocardium. Heart Rhythm 6: 684-692, 2009.

4. Yokoyama E, Osaka T, Takemoto Y, Suzuki T, Ito A, Kamiya K, Kodama I: Paroxysmal atrial fibrillation maintained by non-pulmonary vein sources can be predicted by dominant frequency analysis of atrio-pulmonary electrograms. J Cardiovascul Electrophysiol 20: 630-636, 2009.

5. Takemoto Y, Hasebe H, Osaka T, Yokoyama E, Kushiyama Y, Suzuki T, Kuroda Y, Ichikawa C, Kamiya K, Kodama I: Right ventricular septal pacing preserves long-term left ventricular function via minimizing pacing-induced left ventricular dyssynchrony in patients with normal baseline QRS duration. Circ J 73: 1829-1835, 2009.

6. Qi XY, Yeh YH, Chartier D, Xiao L, Tsuji Y, Brundel BJJM, Kodama I, Nattel S: The Calcium/Calmodulin/Kinase system and arrhythmogenic afterdepolarizations in bradycardia-related acquired long-QT syndrome. Circ Arrhythm Electrophysiol 2: 295-304, 2009.

7. Yamazaki M, Vaquero LM, Hou L, Campbell K, Zlochiver S, Klos M, Mironov S, Berenfeld O, Honjo H, Kodama I, Jalife J, Kalifa J: Mechanisms of stretch-induced atrial fibrillation in the presence and the absence of adrenocholinergic stimulation: Interplay between rotors and focal discharges. Heart Rhythm 6: 1009-1017, 2009.

8. Shiraki A, Kume H, Oguma T, Makino Y, Ito S, Shimokata K, Honjo H, Kamiya K: Role of Ca2+ mobilization and Ca2+ sensitization in 8-iso-PGF2α-induced contraction in airway smooth muscle. Clin Exp Allergy 39: 236-245, 2009.

9. Kamiya K, Niwa R, Morishima M, Honjo H, Sanguinetti MC: Molecular determinants of hERG channel block by terfenadine and cisapride. J Pharmacol Sci 108: 301-307, 2008.

10. Harada M, Honjo H, Yamazaki M, Nakagawa H, Ishiguro YS, Okuno Y, Ashihara T, Sakuma I, Kamiya K, Kodama I: Moderate hypothermia increases the chance of spiral wave collision in favor of self-termination of ventricular tachycardia/fibrillation. Am J Physiol Heart Circ Physiol 294: H1896-H1905, 2008.

11. Iida M, Yamamoto M, Yamazaki M, Sawagchi M, Honjo H, Kodama I, Kamiya K: Association of aortic valve sclerosis with thrombin generation in hypertensive patients. J Hum Hypertens 22: 781-787, 2008.

12. Iida M, Nihei M, Yamazaki M, Sawaguchi M, Honjo H, Kodama I, Kamiya K: Predictive value of von Willebrand factor for adverse clinical outcome in hypertensive patients with mild-to-moderate aortic regurgitation. J Hum Hypertens 22: 275-281, 2008.

13. Shimano M, Tsuji Y, Inden Y, Kitamura K, Uchikawa T, Harata S, Nattel S, Murohara T: Pioglitazone, a peroxisome proliferator-activated receptor-gamma activator, attenuates atrial fibrosis and atrial fibrillation promotion in rabbits with congestive heart failure. Heart Rhythm 5: 451-459, 2008.

14. Sato T, Ohkusa T, Honjo H, Suzuki S, Yoshida M, Ishiguro YS, Nakagawa H, Yamazaki M, Yano M, Kodama I, Matsuzaki M: Altered expression of connexin43 contributes to the arrhythmogenic substrate during the development of heart failure in cardiomyopathic hamster. Am J Physiol Heart Circ Physiol 294: 1164-1173, 2008.

15. Jones SA, Yamamoto M, Tellez JO, Billeter R, Boyett MR, Honjo H, Lancaster MK: Distinguishing properties of cells from the myocardial sleeves of the pulmonary veins: a comparison of normal and abnormal pacemakers. Circ Arrhythm Electrophysiol 1: 39-48, 2008.

16. Shimano M, Shibata R, Tsuji Y, Kamiya H, Uchikawa T, Harada S, Muto M, Ouchi N, Inden Y, Murohara T: Circulating adiponectin levels in patients with atrial fibrillation. Circ J 72: 1120-1124, 2008.

17. Shimano M, Inden Y, Tsuji Y, Kamiya H, Uchikawa T, Shibata R, Murohara T: Circulating homocysteine levels in patients with radiofrequency catheter ablation for atrial fibrillation. Europace 10: 961-966, 2008.

18. Diness TG, Yeh YH, Qi XY, Chartier D, Tsuji Y, Hansen RS, Olesen SP, Grunnet M, Nattel S: Antiarrhythmic properties of a rapid delayed-rectifier current acribator in rabbit models of acquired long QT syndrome. Cardiovascul Res 79: 61-69, 2008.

19. Ito S, Kume H, Shiraki A, Kondo M, Makino Y, Kamiya K, Hasegawa Y: Inhibition by the cold receptor agonists menthol and icilin of airway smooth muscle contraction. Pulm Pharmacol Ther 21: 812-817, 2008.

20. Watanabe E, Yasui K, Kamiya K, Yamaguchi T, Sakuma I, Honjo H, Ozaki Y, Morimoto S, Hishida H, Kodama I: Upregulation of KCNE1 induces QT interval prolongation in patients with chronic heart failure. Circ J 71: 471-478, 2007.

21. Yamazaki M, Honjo H, Nakagawa H, Ishiguro YS, Okuno Y, Amino M, Sakuma I, Kamiya K, Kodama I: Mechanisms of destabilization and early termination of spiral wave reentry in the ventricle by a class III antiarrhythmic agent, nifekalant. Am J Physiol Heart Circ Physiol 292: H539-H548, 2007.

22. Sasano C, Honjo H, Takagishi Y, Uzzaman M, Emdad L, Shimizu A, Murata Y, Kamiya K, Kodama I: Internalization and dephosphorylation of connexin43 in hypertrophied right ventricles of rats with pulmonary hypertension. Circ J 71: 382-389, 2007.

23. Honjo H, Yamazaki M, Kamiya K, Kodama I: Modulation of spiral wave reentry by K+ channels blockade. Circ J 27(Suppl A): A26-A31, 2007.

24. Muto T, Ueda N, Opthof T, Ohkusa T, Nagata K, Suzuki S, Tsuji Y, Horiba M, Lee JK, Honjo H, Kamiya K, Kodama I, Yasui K: Aldosterone modulates If current through gene expression in cultured neonatal rat ventricular myocytes. Am J Physiol Heart Circ Physiol 293: H2710-H2718, 2007.

25. Iida M, Yamazaki M, Honjo H, Kodama I, Kamiya K: Predictive value of heart-type fatty acid-binding protein for left ventricular remodelling and clinical outcome of hypertensive patients with mild-to-moderate aortic valve diseases. J Hum Hypertens 21: 551-557, 2007.

26. Shimano M, Tsuji Y, Yoshida Y, iden Y, Tsuboi N, Itoh T, Suzuki H, Muramatsu T, Okada T, Harata S, Yamada T, Hirayama H, Nattel S, Murohara T: Acute and chronic effects of cardiac resynchronization in patients developing heart failure with long-term pacemaker therapy for acquired complete atrioventricular block. Europace 9: 869-874, 2007.

27. Oguma T, Ito S, Kondo M, Makino Y, Shimokata K, Honjo H, Kamiya K, Kume H: Roles of P2X receptors and Ca2+ sensitization in extracellular adenosine triphosphate-induced hyperresponsiveness in airway smooth muscle. Clin Exp Allergy 37: 893-900, 2007.