発症から進展に亘る根本病態を分子から個体への統合的視点で研究し、その成果を基に、心不全に対する新たな治療法・予防法の開発基盤研究を進めています。本研究の第一の特色は、SPring-8放射光X線回折法による局所心筋の収縮タンパク質分子動態の解析と心室圧容積関係の計測を同時に行うことで、心機能をナノレベル及びマクロレベルの両面から評価し、さらに分子生物学的手法による病態因子解析を組み合わせて、心機能障害の分子機序の解明を目指すことです。神経活動計測法、マイクロダイアリシス法)を取り入れ、心不全病態を多角的かつ統合的に捉えることです。心不全患者の50%以上が左室駆出率が保たれた心不全(HFpEF)に分類されるという直近の報告がありますが、未だ確立した治療法はありません。伴うとHFpEFの発症が促進されるとされています。機能障害を増幅しますので、これら因子の選択的阻害剤の有効性の検証が重要と考えています。初期糖尿病ラットへの応用により、プロテインキナーゼCβ及びRhoキナーゼの阻害剤がHFpEF発症初期の収縮タンパク質及び冠循環機能異常に対する有望な治療薬となり得ることを明らかにしました。(以下の項目2を参考)当部では、左室駆出率が保たれてない心不全(HFrEF)に対する再生療法の評価も行ってきました。びX線回折法の麻酔下小動物への応用により行いました。ラット虚血心臓モデルへの放射光応用で、心臓に移植したiPS由来心筋細胞の心筋収縮タンパク質分子が宿主心筋と同期して運動することを初めて証明しました(阪大と共同)(図1)。(CiRA)と共同で、ハムスター心筋症モデルに対するヒトiPS由来心筋細胞の移植効果に関する研究を推し進めています。ラット慢性心筋梗塞モデルの梗塞巣に移植したiPS細胞由来心筋シート(A、赤サークル)と移植していない心臓の梗塞巣(D、青サークル)に放射光ビームを選択的に照射し、X線回折法で心筋収縮タンパク質の分子動態を評価した。評価は移植2週後に、麻酔下で行った。移植したiPS細胞由来心筋シートから得られたX線回折像(B、C)と移植を施さなかった梗塞巣から得られたX線回折像(E、F)を示す。iPS細胞由来心筋シートでのみ収縮期末に(1,1)反射を認め(Cの矢印)、アクチンに結合するミオシン頭部が増大していることが分かる。宿主心臓の左心室圧(LVP)から見た心収縮・拡張と移植細胞のアクチン・ミオシンの結合・解離が同期していることも分かった(G、E)。