教員情報 | 東邦大学

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薬学部　薬物学教室
Department of Pharmacology

教授：
　　田中　光
准教授：
　　高原　章
講師：
　　行方　衣由紀

■ 概要

１．心筋の性質の種差と発達変化に関する研究

マウス心房筋活動電位の特徴について電気生理学的に検討した。マウス心房筋の活動電位はヒトやウサギ，モルモットなどの汎用実験動物種の心房筋のものと比べて持続時間の極めて短いものであり，再分極電流成分にこれらの動物と異なる特徴を有することが推測された。カルシウムチャネルを遮断するnicardipine による活動電位持続時間の減少はモルモットに比べてわずかであった。4-aminpyridineにより早期再分極相の延長が、tertiapineにより後期再分極相が、延長した。これらの結果より、早期再分極は一過性外向き電流 (Ito)により、後期再分極はacetylcholine感受性カリウム電流により、起こっていることが示された。また、ryanodineにより後期再分極相が短縮したことから、late plateau相には、細胞内カルシウムイオンをくみ出すナトリウム・カルシウム交換機構による脱分極電流が寄与していることが判明した。今後このマウス心房筋を用いた再分極に影響する各種薬物の評価が可能になった。

２．蛍光プローブによる細胞構造・細胞内事象の画像化

心房細動はもっともよく見られる不整脈のひとつであるが，我々はその原因として肺静脈に存在する心筋組織の電気活動に注目されている。そこでモルモット肺静脈心筋層からの細胞単離法を構築し、共焦点レーザー顕微鏡および落射蛍光顕微鏡画像解析システム蛍光プローブを用いて細胞構造の特徴を調べた。肺静脈心筋細胞は長軸方向に約160ミクロン、短軸方向に約12ミクロンであり、規則的な横紋構造、単一の核、ミトコンドリア、小胞体を有し、Ｔ管を持たないなど心房筋と同様の細胞内構造を有していた。今回検討した限りでは肺静脈心筋細胞の自発活動を発生しやすい性質は、細胞構造上の特徴よりは、むしろ細胞膜の電気的生理学的特徴と関連することが推測されたが、この点に関して今回単離法を確立した肺静脈心筋細胞による検討が可能になった。

３．心筋自動能の研究

上記の単離肺静脈心筋細胞を用いて、心房細動を誘発する異常電気活動の源として注目されている肺静脈心筋の自発的電気活動の発生機序ついて検討した。肺静脈心筋細胞のうち約25％で活動電位の発生を示すカルシウムトランジェントの発生がみられた。カルシウムトランジェントを発生する細胞の割合は、noradrenaline、ouabainなど、心筋細胞内のカルシウム負荷を増大させるような処置により増大した。Ryanodineおよびナトリウムカルシウム交換機構阻害薬SEA0400はカルシウムトランジェントの発生を抑制した。これらの結果から、細胞内の局所で小胞体から放出されたカルシウムイオンがナトリウムカルシウム交換機構のforward modeでくみ出される際に生じる内向き電流が膜電位の緩徐な脱分極を起こし、これが肺妙脈心筋で見られる自発的電気活動を誘発していることが判明した。ナトリウムカルシウム交換機構の阻害薬により、肺静脈心筋を起源とする心房細動を治療できる可能性が示唆された。

４．心筋保護薬物の研究

我々がAcetylcholine感受性カリウム電流を抑制することを見出した化合物であるNIP-142は、各種動物モデルにおいて、心房細動治療効果が見出されている。上記のマウス摘出心房筋標本の活動電位にNIP-142を適用したところ、早期再分極相・後期再分極相の両方の延長がみられ、一過性外向き電流 (Ito)に対する抑制作用を有することが示唆された。一過性外向き電流を担うカリウムチャネル分子種を発現させたHEK293細胞を用いて検討したところ、NIP-142は3種のカリウム電流成分、すなわちKv1.5、Kv4.2、Kv4.3電流に対して遮断作用を示すことが判明した。NIP-142の抗心房細動作用には、Acetylcholine感受性カリウム電流抑制作用に加えて、一過性外向き電流抑制作用も関与している可能性が示唆された。

５．心筋再分極の研究

クロブチノールは乾性咳嗽治療薬として多くのEU加盟国でOTC薬として販売されてきたが、心電図QT間隔延長との関連性を示唆する臨床研究結果により2007年に販売承認を一時停止されている。本研究ではhERG K⁺チャネル発現細胞およびモルモット心筋を用い、クロブチノールの催不整脈特性を代表的I_Kr阻害薬E-4031と比較した。hERG遺伝子発現HEK293細胞で観察されたK⁺電流はクロブチノールおよびE-4031により濃度依存的に抑制され、それぞれのIC₅₀は1.6 µMおよび7.9 nMであった。ハロセン麻酔モルモットより閉胸下で右心室より単相性活動電位（MAP）を記録した。クロブチノールおよびE-4031は心拍数を低下させ、洞調律下のMAP持続時間と心電図QT間隔を用量依存的に延長させた。右心室ペーシング条件下（刺激間隔250および300 ms）においてもMAP持続時間の延長が認められ、両薬物による延長作用の程度は300msの刺激条件のほうが大きかった。催不整脈指標として有用性が確立しているMAP持続時間のbeat-to-beat variability（再分極時間の時間的ばらつき）を算出したところ、クロブチノールおよびE-4031で有意なばらつきの増大が認められた。以上より、クロブチノールはhERG電流抑制作用を有し、I_Kr阻害薬と類似した催不整脈特性を示すことが明らかとなった。

■ Keywords

心臓, 血管, 自律神経, 種差と発達変化, 電気生理学, 画像化解析, 治療薬開発, 自動能, 興奮収縮連関, 催不整脈作用, 抗不整脈薬, 抗高血圧薬, 虚血再灌流障害, 心筋保護

■ 特許

1.	高原章ほか：新規ジアリールアルケン誘導体及び新規ジアリールアルカン誘導体 ―4337138 (2009/07/10登録)

■ 当該年度の研究費受入状況

1.	私立大学学術研究高度化推進事業オープンリサーチセンター整備事業研究課題：細胞機能制御システムの破綻による老化関連疾患発症の分子機構と予防・治療に関する研究 (研究分担者：田中光, 高原章, 行方衣由紀) 研究補助金：6050000円 (分担)
2.	平成21年度日本私立学校振興・共済事業団学術研究振興資金研究課題：高齢者に高発する筋疾患に対する治療戦略 (研究分担者：田中光, 高原章, 行方衣由紀) 研究補助金：2000000円 (分担)
3.	平成21年度科学研究費補助金基盤研究（C） (研究課題番号：21590293) 研究課題：肺静脈心筋自動能における細胞内カルシウムとナトリウムカルシウム交換機構の役割 (研究代表者：田中光) 研究補助金：1300000円 (代表)
4.	平成21年度科学研究費補助金基盤研究（C） (研究課題番号：21590602) 研究課題：肺静脈の電気的興奮を制御する心房細動治療標的分子に関する研究 (研究代表者：高原章) 研究補助金：1400000円 (代表)
5.	平成21年度科学研究費補助金　若手研究（スタートアップ） (研究課題番号：20890233) 研究課題：イメージングによる心筋虚血再灌流障害とナトリウム・カルシウム交換機構の役割の解明 (研究代表者：行方衣由紀) 研究補助金：1200000円 (代表)
その他
1.	第11回財団法人薬理研究会研究助成研究課題：肺静脈における異常興奮発生機序に関する電気薬理学的研究 (研究代表者：高原章) 研究補助金：1000000円 (代表)

■ 教授・准教授・講師の公的役職

田中光

：独立行政法人医薬品医療機器総合機構専門委員, 国立医薬品食品衛生研究所協力研究員

■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員

1.	田中光	：日本薬理学会広報委員・学術評議員
2.	高原章	：日本薬理学会代議員・学術評議員
3.	行方衣由紀	：日本薬学会薬理系薬学部会若手世話人

■ 当該年度研究業績数一覧表

研究者名	刊行論文				著書				その他		学会発表				その他発表
	和文		英文		和文		英文		その他		国内		国際		その他発表
	筆頭	共著	筆頭	共著	筆頭	共著	筆頭	共著	筆頭	共著	演者	共演	演者	共演	演者	共演
田中　光教授薬学博士			1	2								14 (2)		1		1
高原　章准教授博士（薬学）	4	1	2	6		1					3 (1)	11 (1)		1		1
行方　衣由紀講師博士（薬学）			1	2							4 (1)	10 (1)	1			1
計	4	／	4	／	0	／	0	／	0	／	7 (2)	／	1 (0)	／	0 (0)	／

研究者名	刊行論文		著書		その他	学会発表		その他発表
	和文	英文	和文	英文	その他	国内	国際	その他発表
	筆頭	筆頭	筆頭	筆頭	筆頭	演者	演者	演者
田中　光教授薬学博士		1
高原　章准教授博士（薬学）	4	2				3 (1)
行方　衣由紀講師博士（薬学）		1				4 (1)	1
計	4	4	0	0	0	7 (2)	1 (0)	0 (0)

( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会

■ 刊行論文

原著
1.	高原章^†, 中村裕二^†, 木村英生, 恩田匠, 杉山篤^†^＊：スモモ（ソルダム）抽出液が生体ラットACE活性におよぼす影響. FOOD FUNCTION 5 (1) ：16-18 , 2009
2.	高原章^†, 中村裕二^†, 杉山篤^†^＊：ぶどう果皮・種子配合健康サプリメント「ぶどう物語^TM」の血管機能および血圧に対する作用. FOOD FUNCTION 5 (1) ：19-22 , 2009
3.	安東賢太郎, 中村裕二^†, 高原章^†, 杉山篤^†^＊：心臓カテーテル検査時に肺動脈解離を起こしたビーグル犬の１例. 動物の循環器 41 (2) ：44-48 , 2009
4.	Ishizaka T, Takahara A^†, Iwasaki H, Mitsumori Y, Kise H, Nakamura Y^†, Sugiyama A^†^＊： Cardiovascular effects of azelnidipine in comparison with those of amlodipine assessed in the halothane-anesthetized dogs. Basic & clinical pharmacology & toxicology 106 (2) ：135-143 , 2010
5.	Tanaka H^†^＊, Namekata I^†, Hamaguchi S^†, Kawamura T^†, Masuda H^†, Tanaka Y^†, Iida-Tanaka N^†, Takahara A^†： Effect of NIP-142 on potassium channel α-subunits Kv1.5, Kv4.2 and Kv4.3, and mouse atrial repolarization. Biological & Pharmaceutical Bulletin 33 (1) ：138 -141 , 2010
6.	Takahara A^†, Nakamura Y^†, Wagatsuma H, Aritomi S, Nakayama A, Satoh Y, Akie Y, Sugiyama A^†^＊： Long-term blockade of L/N-type Ca²⁺ channels by cilnidipine ameliorates repolarization abnormality of the canine hypertrophied heart. British journal of pharmacology 158 (5) ：1366-1374 , 2009
7.	Takahara A^†^＊, Sasaki R^†, Nakamura M^†, Sendo A^†, Sakurai Y^†, Namekata I^†, Tanaka H^†： Clobutinol delays ventricular repolarization in the guinea pig heart: comparison with cardiac effects of HERG K⁺ channel inhibitor E-4031. Journal of cardiovascular pharmacology 54 (6) ：552 -559 , 2009
8.	Namekata I^†^＊, Tsuneoka Y^†, Takahara A^†, Shimada H^†, Sugimoto T^†, Takeda K^†, Nagaharu M^†, Shigenobu K^†, Kawanishi T, Tanaka H^†： Involvement of the Na⁺/Ca²⁺ exchanger in the automaticity of guinea-pig pulmonary vein myocardium as revealed by SEA0400. Journal of pharmacological sciences 110 (1) ：111-116 , 2009
9.	Iwasaki H, Takahara A^†, Nakamura Y^†, Satoh Y, Nagai T, Shinkai N, Sugiyama A^†^＊： Simultaneous assessment of pharmacokinetics of pilsicainide transdermal patch and its electropharmacological effects on atria of chronic atrioventricular block dogs. Journal of pharmacological sciences 110 (3) ：410-414 , 2009
10.	Nakamura Y^†, Takahara A^†, Sugiyama A^†^＊： Famotidine neither affects action potential parameters nor inhibits human ether-a-go-go-related gene (hERG) K⁺ current. The Journal of toxicological sciences 34 (5) ：563-567 , 2009
総説及び解説
1.	高原章^†^＊：カルシウム拮抗薬の分類. CLINICAL CALCIUM 20 (1) ：24-30 , 2010
2.	Takahara A^†^＊： Cilnidipine: a new generation Ca²⁺ channel blocker with inhibitory action on sympathetic neurotransmitter release. Cardiovascular Therapeutics 27 (2) ：124-139 , 2009
3.	Yamamoto T, Takahara A^†： Recent updates of N-type calcium channel blockers with therapeutic potential for neuropathic pain and stroke. Current topics in medicinal chemistry 9 (4) ：377-395 , 2009

■ 著書

1.	高原章^†： QT間隔延長, In vivo試験. 安全性薬理試験マニュアル 173-181. エル・アイ・シー, 東京, 日本, 2009

■ 学会発表

国内学会
1.	◎行方衣由紀^†, 恒岡弥生^†, 高原章^†, 田中光^†：モルモット肺静脈心筋における自発活動の電気生理学的および薬理学的性質. 第115回日本解剖学会総会・全国学術集会, 盛岡, 2010/03
2.	◎田中友香里, 塚里あゆみ, 小河由美, 田村麻衣, 行方衣由紀^†, 田中光^†, 田中直子：腎臓由来MDCK細胞に発現するアクアポリン3スプライスバリアントの機能解析. 日本薬学会第130年会, 岡山, 2010/03
3.	◎岡貴之^†, 大槻篤史^†, 高原章^†, 行方衣由紀^†, 田中光^†：鎮咳薬クロペラスチンのhERG K⁺電流に対する作用. 第83回日本薬理学会年会, 大阪, 2010/03
4.	◎行方衣由紀^†, 川上悠子^†, 濱口省吾^†, 川西徹^†, 高原章^†, 田中光^†：マウス心室筋の興奮収縮機構の発達変化：薬理学的検討および画像化解析. 第83回日本薬理学会年会, 大阪, 2010/03
5.	◎濱口正悟^†, 行方衣由紀^†, 高原章^†, 田中芳夫^†, 田中直子, 田中光^†： NIP-142のカリウムチャネルαサブユニットKv1.5、Kv4.2、Kv4.3およびマウス心房筋に対する作用. 第83回日本薬理学会年会, 大阪, 2010/03
6.	◎恒岡弥生^†, 行方衣由紀^†, 高原章^†, 田中光^†：モルモット肺静脈心筋の電気的自発活動およびカルシウム動態の検討. 第83回日本薬理学会年会, 大阪, 2010/03
7.	◎竹田潔^†, 行方衣由紀^†, 高原章^†, 田中光^†：モルモット摘出左心房－肺静脈標本におけるベプリジルの電気生理学的作用. 第83回日本薬理学会年会, 大阪, 2010/03
8.	◎福本真利江^†, 行方衣由紀^†, 高原章^†, 田中光^†：動静脈瘻心肥大ラットの心房におけるカルバコールの電気生理学的作用. 第83回日本薬理学会年会, 大阪, 2010/03
9.	◎恒岡弥生^†, 行方衣由紀^†, 高原章^†, 田中光^†：モルモット肺静脈心筋の電気活動とCa²⁺動態. 第3回先端分子薬理研究会, 慶應義塾大学薬学部, 2009/11
10.	◎行方衣由紀^†, 恒岡弥生^†, 竹田潔^†, 高原章^†, 田中光^†：モルモット肺静脈心筋における自発的電気活動の発生機序の解明：組織および単離細胞を用いた検討. 生理研研究会「イオンチャネル・トランスポーターと心血管機能：細胞機能の分子機序とその統合的理解」, 岡崎生理学研究所, 2009/11
11.	◎岩崎宏, 高原章^†, 中村裕二^†, 佐藤吉沖, 永井猛, 新開規弘, 杉山篤^†：ピルジカイニド経皮貼付剤の薬理作用と電気生理学的効果：慢性房室ブロック犬心房での検討．. 第121回日本薬理学会関東部会, 東京, 2009/10
12.	◎高原章^†, 中村真理子^†, 佐々木梨江子^†, 仙道晶子^†, 岡貴之^†, 大槻篤史^†, 櫻井悠紀子^†, 行方衣由紀^†, 田中光^†：鎮咳薬クロブチノールの催不整脈特性：E-4031との比較. 第121回日本薬理学会関東部会, 東京, 2009/10
13.	◎高原章^†, 行方衣由紀^†, 田中光^†：肺静脈の電気的興奮を制御する心房細動治療標的分子に関する研究. 生体機能と創薬シンポジウム 2009, 東京, 2009/08
14.	◎行方衣由紀^†, 恒岡弥生^†, 竹田潔^†, 高原章^†, 田中光^†：モルモット肺静脈心筋における自発的電気活動の発生機序の検討. 次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2009, 東京, 2009/08
15.	◎恒岡弥生^†, 杉本貴彦^†, 竹田潔^†, 行方衣由紀^†, 高原章^†, 田中光^†：モルモット肺静脈心筋の自発活動へのNa⁺/Ca²⁺交換機構と筋小胞体の寄与. 第120回日本薬理学会関東部会, 東京, 2009/07
16.	◎高原章^†, 杉本貴彦^†, 行方衣由紀^†, 田中光^†：モルモット肺静脈に誘発される撃発活動の電気薬理学的特性. 第26回日本心電学会学術集会, 京都, 2009/07
国際学会
1.	◎Namekata I^†, Tsuneoka Y^†, Sugimoto T^†, Takeda K^†, Kawanishi T^†, Nakamura R, Takahara A^†, Tanaka H^†： Electrophysiological and pharmacological properties of the isolated guinea-pig pulmonary vein myocardium. The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences, Kyoto, Japan, 2009/07

^＊：Corresponding Author
^†：本学研究者