研究グループ
特色
外科医の観点
基礎研究者や内科医と同様な研究テーマでは外科医は不利であることは否めません。そこで京都大学心臓血管外科では外科医の観点から実験アイディアを提案し、成果を挙げています。具体的には左室形成術と再生医療を併用したハイブリッド心臓再生、人工臓器の感染予防実験、補助循環のシミュレーション実験などがそれにあたり、外科医独自の路線で注目を集めています。
外科医の技術
外科医の技術を最大限生かして、内科医では困難な動物モデルを用いた実験を行っています。小動物では腹部大動脈への心臓異所移植モデル等、また大動物に体外循環をセッティングして虚血性僧帽弁閉鎖不全の術式の開発や新しい左室形成術の開発研究を行っています。
豊富なコラボレーション
京都大学には有数の研究施設があり、京都大学心臓血管外科はそれらと積極的にコラボレーションを行い、他施設では不可能なハイレベルな実験を行っています。特に京都大学再生科学研究所とは深いつながりあがり、生体材料による増殖因子徐放というドラッグデリバリーシステムを応用した実験や、ES細胞・iPS細胞を用いた細胞移植実験などを行っています。また学外でも国立循環器病センターなどとコラボレーションを行っており、施設の垣根を越えた体勢により成果を挙げています。
研究活動の流れ
研究室希望の方には原則的に大学院を受験していただきます。大学院受験は心臓血管外科医としての基礎トレーニングを終えた卒後6-7年目以降を目安としています。8月に大学院の願書提出、11月に入学試験があり、合格の暁には翌年4月以降に帰学していただくこととなります。
大学院は原則4年間ですが早期に臨床の現場に復帰を希望される方には、論文の目処が立った時点で臨床施設に赴任可能です。最近では研究効率が上がり2-3年で論文が完成する院生が多くなっています。卒業後の留学も積極的に支援します。また大学での研究・教育方面での活動希望も考慮します。
1年次
実験手技・実験動物の扱い方のトレーニング。研究テーマ決定。実験サポート。
2年次
研究テーマの進行が早ければ学会に応募。複数テーマの並行も可能。順調であれば論文執筆、投稿。
3年次
複数のテーマを並行。学会応募。論文執筆・投稿。
4年次
論文のアクセプト、研究の引き継ぎ、学位審査。
卒後
関連施設に赴任、海外留学、研究・教育等
研究メンバー
主要論文
2020
- 1. Abulaiti M, Yalikun Y, Murata K, Sato A, Sami MM, Sasaki Y, Fujiwara Y, Minatoya K, Shiba Y, Tanaka Y, Masumoto H. Establishment of a heart-on-a-chip microdevice based on human iPS cells for the evaluation of human heart tissue function. Sci Rep. 2020;10(1):19201. doi: 10.1038/s41598-020-76062-w.
本研究ではヒトiPS細胞技術と微細加工によるマイクロデバイス技術を用いて、高感度にヒト心臓の機能を評価する「ハートオンチップ型マイクロデバイス」を開発しました。本研究成果は、iPS細胞を用いた心臓の再生医療や創薬研究に貢献すると期待できます。
※理化学研究所:プレスリリース - 2. Osada H, Kawatou M, Takeda M, Jo JI, Murakami T, Tabata Y, Minatoya K, Yamashita JK, Masumoto H. Accuracy of spiked cell counting methods for designing a pre-clinical tumorigenicity study model. Heliyon. 2020;6:e04423. doi: 10.1016/j.heliyon.2020.e04423.
幹細胞製剤の移植による腫瘍原性の評価のため、腫瘍原性細胞を正確に定量するシステムを確立する必要があります。本研究では腫瘍原性細胞数の定量法間の精度の違いを明らかにしました。 - 3. Nakane T, Abulaiti M, Sasaki Y, Kowalski WJ, Keller BB, Masumoto H. Preparation of Mesh-Shaped Engineered Cardiac Tissues Derived from Human iPS Cells for In Vivo Myocardial Repair. J Vis Exp. 2020;(160). doi: 10.3791/61246.
ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)由来の心血管系細胞からなる網目状の人工心臓組織を作製する方法について、ビデオジャーナルにて紹介しました。 - 4. Nishio H, Minatoya K, Masumoto H. A Rabbit Venous Interposition Model Mimicking Revascularization Surgery using Vein Grafts to Assess Intimal Hyperplasia under Arterial Blood Pressure. J Vis Exp. 2020;(159). doi: 10.3791/60931.
虚血性疾患の再灌流手術における静脈移植片の内膜過形成を減衰させる戦略を確立するための侵襲性の低い実験プラットフォームとしての、ウサギ頚静脈移植モデルの作製方法について、ビデオジャーナルにて紹介しました。 - 5. Takai F, Takeda T, Yamazaki K, Ikeda T, Hyon SH, Minatoya K, Masumoto H. Management of retrosternal adhesion after median sternotomy by controlling degradation speed of a dextran and ε-poly (L-lysine)-based biocompatible glue. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2020;68:793-800. doi: 10.1007/s11748-020-01297-3.
胸骨正中切開後の胸骨後面の癒着は再手術時の心臓損傷のリスクを高める可能性があります。本研究では、食品添加物であるデキストランとε-ポリ(L-リジン)で構成される生分解性接着剤「Lydex」の胸骨後面の癒着に対する予防効果が、その生体内分解速度に依存していることを示しました。 - 6. Itonaga T, Hirao S, Yamazaki K, Ikeda T, Minatoya K, Masumoto H. The N-terminal lectin-like domain of thrombomodulin reduces acute lung injury without anticoagulant effects in a rat cardiopulmonary bypass model. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2020;68:785-792. doi: 10.1007/s11748-020-01292-8.
心肺バイパス術により誘発される全身性炎症は、急性肺障害(ALI)や呼吸不全を引き起こします。本研究ではヒト可溶性トロンボモジュリンのN末端レクチン様ドメイン(D1)のみを使用することで、抗凝固作用を伴わずにALIのリスクを低下させる可能性を示しました。 - 7. Nagasawa A, Masumoto H, Yanagi S, Kanemitsu N, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K. Basic fibroblast growth factor attenuates left-ventricular remodeling following surgical ventricular restoration in a rat ischemic cardiomyopathy model. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2020;68:311-318. doi: 10.1007/s11748-019-01187-3.
本研究では、虚血性心筋症・左室形成モデルラットを用いて、血管新生を誘導する基礎線維芽細胞増殖因子(bFGF)が左室形成術後のリモデリングを抑制することを示しました。 - 8. Nishio H, Masumoto H, Sakamoto K, Yamazaki K, Ikeda T, Minatoya K. MicroRNA-145-loaded poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles attenuate venous intimal hyperplasia in a rabbit model. J Thorac Cardiovasc Surg. 2019;157:2242-2251. doi: 10.1016/j.jtcvs.2018.08.115.
マイクロRNA-145(miR-145)は、血管平滑筋細胞(VSMC)の表現型を増殖状態から収縮状態へと変化させることが報告されています。本研究ではポリ乳酸-コ-グリコール酸(PLGA)ナノ粒子(PLGA NP)を用いたmiR-145をVSMCに導入するための簡便な方法を確立し、ウサギ頚静脈移植モデルにおける内膜増殖抑制効果を示しました。 - 9. Ishigami M, Masumoto H, Ikuno T, Aoki T, Kawatou M, Minakata K, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK, Minatoya K. Human iPS cell-derived cardiac tissue sheets for functional restoration of infarcted porcine hearts. PLoS One. 2018;13:e0201650. doi: 10.1371/journal.pone.0201650.
ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)を用いた心臓再生治療の実現に向けて、本研究では、様々な心筋細胞株の効率的な同時分化と細胞シート技術を組み合わせることで、臨床サイズの大型心臓組織シート(L-CTS)を作製する方法を確立しました。また、L-CTSのブタ心筋梗塞モデルに対する治療効果を報告しました。 - 10. Li Z, Masumoto H, Jo JI, Yamazaki K, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K. Sustained release of basic fibroblast growth factor using gelatin hydrogel improved left ventricular function through the alteration of collagen subtype in a rat chronic myocardial infarction model. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2018;66:641-647. doi: 10.1007/s11748-018-0969-z.
ラット慢性心筋梗塞モデルを用いて、ゼラチンハイドロゲルを用いた線維芽細胞増殖因子(bFGF)の持続的放出による治療効果を検証しました。bFGFの徐放による血管新生効果およびコラーゲン分画の調節効果が示されました。 - 11. Kumagai M, Minakata K, Masumoto H, Yamamoto M, Yonezawa A, Ikeda T, Uehara K, Yamazaki K, Ikeda T, Matsubara K, Yokode M, Shimizu A, Tabata Y, Sakata R, Minatoya K. A therapeutic angiogenesis of sustained release of basic fibroblast growth factor using biodegradable gelatin hydrogel sheets in a canine chronic myocardial infarction model. Heart Vessels. 2018;33:1251-1257. doi: 10.1007/s00380-018-1185-6.
イヌ慢性心筋梗塞モデルを用いて、生分解性ゼラチンハイドロゲルシートを用いた徐放性線維芽細胞増殖因子(bFGF)の血管新生治療薬としての安全性、有効性を確認しました。 - 12. Hirao S, Masumoto H, Itonaga T, Minatoya K. A Recovery Cardiopulmonary Bypass Model Without Transfusion or Inotropic Agents in Rats. J Vis Exp. 2018;(133):56986. doi: 10.3791/56986.
人工心肺(CPB)中に発生する病態生理学的プロセスの解明のためのCPBを再現した動物モデル(ラットCPBモデル)についてビデオジャーナルで紹介しました。 - 13. Tsumaru S, Masumoto H, Minakata K, Izuhara M, Yamazaki K, Ikeda T, Ono K, Sakata R, Minatoya K. Therapeutic angiogenesis by local sustained release of microRNA-126 using poly lactic-co-glycolic acid nanoparticles in murine hindlimb ischemia. J Vasc Surg. 2018;68:1209-1215. doi: 10.1016/j.jvs.2017.08.097.
マイクロRNA-126(miR-126)は血管内皮細胞増殖因子の内因性阻害作用があります。本研究ではマウス後肢虚血モデルにおいて、ポリ乳酸-コ-グリコール酸(PLGA)ナノ粒子(PLGP NP)を担持したmiR-126の徐放投与が血管新生に効果があることを示しました。 - 14. Kawatou M, Masumoto H, Fukushima H, Morinaga G, Sakata R, Ashihara T, Yamashita JK. Modelling Torsade de Pointes arrhythmias in vitro in 3D human iPS cell-engineered heart tissue. Nat Commun. 2017;8:1078. doi: 10.1038/s41467-017-01125-y.
ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)由来の心筋細胞と非心筋細胞の混合物を含む3次元心臓組織シートを用いたin vitroでのTorsade de Pointes(TdP)モデルを確立しました。この3Dモデルは、TdP生成のメカニズムの詳細を明らかにし、創薬や安全性試験の有効な手段となることが期待されます。
※京都大学:プレスリリース - 15. Hirao S, Minakata K, Masumoto H, Yamazaki K, Ikeda T, Minatoya K, Sakata R. Recombinant human soluble thrombomodulin prevents acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiovasc Surg. 2017;15:1973-1983.e1. doi: 10.1016/j.jtcvs.2017.05.051.
心肺バイパス術(CPB)は、急性肺障害を引き起こす全身性の炎症反応を誘発する可能性があります。本研究では、組換えヒト可溶性トロンボモジュリンがラットモデルにおいて CPB 時および CPB 後の炎症やアポトーシスを抑制し、急性肺障害を予防することを示しました。 - 16. Nakane T, Masumoto H, Tinney JP, Yuan F, Kowalski WJ, Ye F, LeBlanc AJ, Sakata R, Yamashita JK, Keller BB. Impact of Cell Composition and Geometry on Human Induced Pluripotent Stem Cells-Derived Engineered Cardiac Tissue. Sci Rep. 2017;7:45641. doi: 10.1038/srep45641.
本研究では、大規模動物を用いた前臨床研究のためのスケールアップの一環として、ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)由来心臓細胞からなる大型のメッシュ状人工心臓組織(LF-ECT)を開発しました(米国Louisville大学との共同研究)。
※京都大学iPS細胞研究所ウェブサイト - 17. Ikuno T, Masumoto H, Yamamizu K, Yoshioka M, Minakata K, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK. Efficient and robust differentiation of endothelial cells from human induced pluripotent stem cells via lineage control with VEGF and cyclic AMP. PLoS One. 2017;12:e0173271. doi: 10.1371/journal.pone.0173271.
本研究では、ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)からの血管内皮細胞分化を効率的に行うための、2次元単層・無血清培養法を用いた新しい分化誘導方法を確立しました。
※京都大学iPS細胞研究所ウェブサイト - 18. Taki T, Masumoto H, Funamoto M, Minakata K, Yamazaki K, Ikeda T, Sakata R. Fetal mesenchymal stem cells ameliorate acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiovasc Surg. 2017;153:726-734. doi: 10.1016/j.jtcvs.2016.10.014.
長期間の心肺バイパス(CPB)後の全身性炎症は、重篤な多臓器系機能障害を引き起こす可能性があります。本研究では、間葉系幹細胞(MSC)は炎症を抑制し、免疫応答を減衰させることに着目し、大量のMSCを供給する胎児膜(FM-MSCs)をラットのCPBモデルに投与しました。その結果、FM-MSCs移植は、炎症性サイトカインの発現を抑制し、肺の保護因子を促進することで、CPB 誘発性の全身炎症や急性肺損傷を予防することを示しました。 - 19. Setozaki S, Minakata K, Masumoto H, Hirao S, Yamazaki K, Kuwahara K, Ikeda T, Sakata R. Prevention of abdominal aortic aneurysm progression by oral administration of green tea polyphenol in a rat model. J Vasc Surg. 2017;65:1803-1812.e2. doi: 10.1016/j.jvs.2016.06.003.
大動脈内層のエラスチン破壊は、炎症を介した腹部大動脈瘤(AAA)の進行に関連しています。本研究では、ラッドモデルにおいて、緑茶ポリフェノールの主成分であるエピガロカテキン-3-ガレート(EGCG)が抗炎症作用を介してエラスチンを再生し、それに続くマトリックスメタロプロテアーゼ活性の低下を介して大動脈の厚さと内側層のエラスチン含量を維持することにより、AAAの進行を抑制することを示しました。
※京都大学:プレスリリース - 20. Masumoto H, Nakane T, Tinney JP, Yuan F, Ye F, Kowalski WJ, Minakata K, Sakata R, Yamashita JK, Keller BB. The myocardial regenerative potential of three-dimensional engineered cardiac tissues composed of multiple human iPS cell-derived cardiovascular cell lineages. Sci Rep. 2016 ;6:29933. doi: 10.1038/srep29933.
本研究では、ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)から分化した心筋細胞(CM)、内皮細胞(EC)、血管壁細胞(MC)の3つの細胞組成から人工心臓組織(ECT)を作製し、その細胞組成がECTの構造的および機能的特性に影響を与えることを明らかにしました。さらに、免疫寛容ラットの心筋梗塞モデルにCM+EC+MCからなる ECTを移植すると、宿主および移植片由来の血管構造が新たに形成され、心筋機能障害を改善することを示しました(米国Louisville大学との共同研究)。 - 21. Kumagai M, Marui A, Tabata Y, Takeda T, Yamamoto M, Yonezawa A, Tanaka S, Yanagi S, Ito-Ihara T, Ikeda T, Murayama T, Teramukai S, Katsura T, Matsubara K, Kawakami K, Yokode M, Shimizu A, Sakata R. Safety and efficacy of sustained release of basic fibroblast growth factor using gelatin hydrogel in patients with critical limb ischemia. Heart Vessels. 2016;31:713-21. doi: 10.1007/s00380-015-0677-x.
本臨床研究では、治療的血管新生の一形態として、重症肢虚血(CLI)患者に対し、筋肉内注射された生分解性ゼラチンヒドロゲルからbFGFが持続的に放出することで、安全で効果的に血管新生を促進させ、虚血に関連する症状を軽快しうることを示しました。 - 22. Funamoto M, Masumoto H, Takaori K, Taki T, Setozaki S, Yamazaki K, Minakata K, Ikeda T, Hyon SH, Sakata R. Green Tea Polyphenol Prevents Diabetic Rats From Acute Kidney Injury After Cardiopulmonary Bypass. Ann Thorac Surg. 2016;101:1507-13. doi: 10.1016/j.athoracsur.2015.09.080.
急性腎障害(AKI)は心肺バイパス(CPB)に伴う一般的な合併症です。本研究では、緑茶のポリフェノール画分の主成分であるエピガロカテキン-3-ガレート(EGCG) の術前経口投与は,抗酸化作用を介して糖尿病ラットの CPB モデルにおける AKI を改善させることを示しました。 - 23. Matsuo T, Masumoto H, Tajima S, Ikuno T, Katayama S, Minakata K, Ikeda T, Yamamizu K, Tabata Y, Sakata R, Yamashita JK. Efficient long-term survival of cell grafts after myocardial infarction with thick viable cardiac tissue entirely from pluripotent stem cells. Sci Rep. 2015;5:16842. doi: 10.1038/srep16842.
多能性幹細胞から作製した心血管系細胞シートを用いた心臓再生治療において、心臓への移植後の細胞の生着率不全は重大な問題です。本研究では、マウスES細胞由来心血管系細胞のシート間にゼラチンハイドロゲル微粒子(GHM)を挿入することで、より分厚く生存率の高い心血管系細胞のシートを生成する方法を確立しました。また、ラット心筋梗塞モデルへの細胞移植後も長期生存し、迅速かつ持続的な機能改善効果を示すことを明らかにしました。
※京都大学iPS細胞研究所:プレスリリース - 24. Masumoto H, Ikuno T, Takeda M, Fukushima H, Marui A, Katayama S, Shimizu T, Ikeda T, Okano T, Sakata R, Yamashita JK. Human iPS cell-engineered cardiac tissue sheets with cardiomyocytes and vascular cells for cardiac regeneration. Sci Rep. 2014;4:6716. doi: 10.1038/srep06716.
本研究では、ヒト人工多能性幹細胞(ヒトiPS細胞)からを心筋細胞と血管細胞(内皮細胞/血管壁細胞)を同時に誘導するための新しい手法を確立しました。またこの細胞を用いて作成されたヒトiPS細胞由来心臓組織シートをラット心筋梗塞モデルへ移植すると、心機能が有意に改善することを示しました。
※京都大学:プレスリリース
※京都大学iPS細胞研究所:プレスリリース - 25. Ohnaka M, Marui A, Yamahara K, Minakata K, Yamazaki K, Kumagai M, Masumoto H, Tanaka S, Ikeda T, Sakata R. Effect of microRNA-145 to prevent vein graft disease in rabbits by regulation of smooth muscle cell phenotype. J Thorac Cardiovasc Surg. 2014;148:676-82.e2. doi: 10.1016/j.jtcvs.2013.11.054.
MicroRNA-145(miR-145)は平滑筋細胞の増殖・分化を制御します。本研究では、ウサギ頚静脈移植モデルを用いて、miR-145の静脈移植片疾患における内膜過形成予防効果を示しました。 - 26. Nakano J, Marui A, Muranaka H, Masumoto H, Noma H, Tabata Y, Ido A, Tsubouchi H, Ikeda T, Sakata R. Effects of hepatocyte growth factor in myocarditis rats induced by immunization with porcine cardiac myosin. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2014;18:300-7. doi: 10.1093/icvts/ivt512.
心筋炎は拡張型心筋症の主な原因の一つです。一方、肝細胞増殖因子(HGF)は、組織再生を促進し、傷ついた組織の機能改善を促進します。本研究では、慢性心筋炎ラットモデルを用いて、ゼラチンハイドロゲルシートを用いた心外膜徐放性HGFが心機能を顕著に改善することを示しました。 - 27. Kamitani T, Masumoto H, Kotani H, Ikeda T, Hyon SH, Sakata R. Prevention of retrosternal adhesion by novel biocompatible glue derived from food additives. J Thorac Cardiovasc Surg. 2013;146:1232-8. doi: 10.1016/j.jtcvs.2013.02.001.
胸骨正中切開後の胸骨後面の癒着は再手術時の心臓損傷のリスクを高める可能性があります。我々は本研究において、食品添加物を原料とした新規の生分解性接着剤「Lydex」が術後の後胸部癒着を減少させ、線維化の進行を抑制させることを明らかにしました。
Yamazaki K, Tanaka S, Sakata R, Miwa S, Oriyanhan W, Takaba K, Minakata K, Marui A, Ikeda T, Toyokuni S, Komeda M, Ueda K. Protective effect of cardioplegia with poly (ADP-ribose) polymerase-1 inhibitor against myocardial ischemia-reperfusion injury: in vitro study of isolated rat heart model. J Enzyme Inhib Med Chem. 2013;28:143-7. doi: 10.3109/14756366.2011.642373.
ポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ(PARP)-1阻害剤は心筋虚血再灌流障害を抑制することが報告されています。本研究では,摘出したラットの心臓をPARP-1阻害薬である4-ヒドロキシキナゾリン(4-HQ)で処理することで心筋虚血再灌流傷害に対する保護効果があることを示しました。 - 28. Masumoto H, Matsuo T, Yamamizu K, Uosaki H, Narazaki G, Katayama S, Marui A, Shimizu T, Ikeda T, Okano T, Sakata R, Yamashita JK. Pluripotent stem cell-engineered cell sheets reassembled with defined cardiovascular populations ameliorate reduction in infarct heart function through cardiomyocyte-mediated neovascularization. Stem Cells. 2012;30:1196-205. doi: 10.1002/stem.1089.
多能性幹細胞(ES/iPS細胞)を用いた心臓再生研究として、マウスES細胞由来心臓組織シートのラット心筋梗塞モデルへの移植による心機能回復効果を示し、さらに心臓への幹細胞治療における回復メカニズムの一端を明らかにしました。 - 29. Uehara K, Marui A, Nagata Y, Sato M, Takeda T, Ikeda T, Sakata R, Inoue K. A novel detachable filter to prevent thromboembolism during endovascular surgery. J Thorac Cardiovasc Surg. 2012;144:1399-403. doi: 10.1016/j.jtcvs.2012.01.025
大動脈分枝内に留置および回収可能な血栓捕捉フィルターを開発し、イヌを用いた実験でその効果を示しました。今後ますます増加が予想される血管内治療における血栓塞栓を予防しうるものと期待されます。 - 30. Yanagi S, Matsumura K, Marui A, Morishima M, Hyon SH, Ikeda T, Sakata R. Oral pretreatment with a green tea polyphenol for cardioprotection against ischemia-reperfusion injury in an isolated rat heart model. J Thorac Cardiovasc Surg. 2011;141:511-7.doi: 10.1016/j.jtcvs.2010.04.016>/a>
ラット心臓虚血再灌流モデル(心拍動下バイパス手術を想定)における緑茶ポリフェノール経口投与での心筋障害抑制効果を示しました。 - 31. Bir SC, Esaki J, Marui A, Sakaguchi H, Kevil CG, Ikeda T, Komeda M, Tabata Y, Sakata R. Therapeutic treatment with sustained-release platelet-rich plasma restores blood perfusion by augmenting ischemia-induced angiogenesis and arteriogenesis in diabetic mice. J Vasc Res. 2011;48:195-205.doi: 10.1159/000318779
糖尿病マウス下肢虚血モデルに血小板濃縮血漿(PRP)を徐放投与することが、正常マウス虚血モデルと同様、下肢血流を回復させることが示されました。 - 32. Takeda T, Shimamoto T, Marui A, Saito N, Uehara K, Minakata K, Miwa S, Nakajima N, Ikeda T, Hyon SH, Sakata R. Topical application of a biodegradable disc with amiodarone for atrial fibrillation. Ann Thorac Surg. 2011;91:734-9 doi: 10.1016/j.athoracsur.2010.10.022
開心術後にみられる不整脈である心房細動を予防するため、植物由来吸収性生体糊に抗不整脈薬(アミオダロン)を心房表面に局所貼付することが有効であることを、ウサギを用いた実験で示しました。全身への副作用のより少ない治療法を開発したと言えます。 - 33. Muranaka H, Marui A, Tsukashita M, Wang J, Nakano J, Ikeda T, Sakata R. Prolonged mechanical unloading preserves myocardial contractility but impairs relaxation in rat heart of dilated cardiomyopathy accompanied by myocardial stiffness and apoptosis. J Thorac Cardiovasc Surg. 2010;140:916-22. doi: 10.1016/j.jtcvs.2010.02.006
拡張型心筋症モデルラットへのunloadingはβ-受容体への反応性を改善させるが、一方間質線維化の進行も認めることがわかり、線維化抑制の併用が必要という今後の治療応用への方向性が示されました。 - 34. Morishima M, Marui A, Yanagi S, Nomura T, Nakajima N, Hyon SH, Ikeda T, Sakata R. Sustained release of vancomycin from a new biodegradable glue to prevent methicillin-resistant Staphylococcus aureus graft infection. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2010;11:52-5. doi: 10.1510/icvts.2010.232447
新規の植物由来生体糊を用いたバンコマイシン局所投与が、人工血管感染予防に効果的であることを示しました。 - 35. Yoshikawa E, Marui A, Tsukashita M, Nishina T, Wang J, Muranaka H, Ikeda T, Komeda M. Carvedilol may alleviate late cardiac remodelling following surgical ventricular restoration. Eur J Cardiothorac Surg. 2010;37:362-7.doi: 10.1016/j.ejcts.2009.04.072
左室形成ラットモデルにおいて、β-受容体遮断薬(β-ブロッカー)のカルベジロール投与が左室リモデリングの進行を抑制することを示しました。 - 36. Tsubota H, Marui A, Esaki J, Bir SC, Ikeda T, Sakata R. Remote postconditioning may attenuate ischaemia-reperfusion injury in the murine hindlimb through adenosine receptor activation. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2010;40:804-9.
Remote postconditioning(虚血の起こったのちに、離れた部位の虚血再灌流を行うこと)が虚血による障害を軽減させることを、マウス下肢虚血モデルを用いて示しました。 - 37. Shimamoto T, Marui A, Nagata Y, Sato M, Saito N, Takeda T, Ueda M, Ikeda T, Sakata R, Inoue K. A novel approach to prevent spinal cord ischemia: Inoue stent graft with a side branch of small caliber for the reconstruction of the artery of Adamkiewicz. J Thorac Cardiovasc Surg. 2010;139:655-9.doi: 10.1016/j.ejvs.2010.08.014
胸部下行大動脈瘤へのステントグラフト治療の際の深刻な合併症である対麻痺(下肢の麻痺)を予防するため、脊髄を灌流する動脈への血流を保つような側枝をとりつけたステントグラフトを新たに開発し、イヌを用いた留置実験を行いました。 - 38. Yan P, Nagasawa A, Uosaki H, Sugimoto A, Yamamizu K, Teranishi M, Matsuda H, Matsuoka S, Ikeda T, Komeda M, Sakata R, Yamashita JK. Cyclosporin-A potently induces highly cardiogenic progenitors from embryonic stem cells. Biochem Biophys Res Commun. 2009;379:115-20.doi: 10.1016/j.bbrc.2008.12.019
マウスES細胞からの心筋細胞分化誘導において、免疫抑制剤のサイクロスポリンが誘導効率を著明に上昇させることを示しました。 - 39. Wang J, Tsukashita M, Nishina T, Marui A, Yoshikawa E, Muranaka H, Matsuoka S, Ikeda T. Chronic partial unloading restores beta-adrenergic responsiveness and reverses receptor downregulation in failing rat hearts. J Thorac Cardiovasc Surg. 2009;137:465-70.doi: 10.1016/j.jtcvs.2008.08.033
虚血性心筋症ラットへのunloadingが、β-受容体機能低下の軽減により、その反応性を回復させることが示されました。 - 40. Bir SC, Esaki J, Marui A, Yamahara K, Tsubota H, Ikeda T, Sakata R. Angiogenic properties of sustained release platelet-rich plasma: characterization in-vitro and in the ischemic hind limb of the mouse. J Vasc Surg. 2009;50:870-879.e2.doi: 10.1016/j.jvs.2009.06.016
マウス下肢虚血モデルに血小板濃縮血漿(PRP)を徐放投与することにより、血管新生を促し、血流が回復することが示されました。 - 41. Esaki J, Sakaguchi H, Marui A, Bir SC, Arai Y, Huang Y, Tsubota H, Kanaji T, Ikeda T, Sakata R. Local sustained release of prostaglandin E1 induces neovascularization in murine hindlimb ischemia. Circ J. 2009;73:1330-6.doi: 10.1253/circj.cj-08-0999
マウス下肢虚血モデルへのプロスタグランジンE1徐放投与による血流改善効果を示しました。 - 42. Marui A, Hirose K, Sakaguchi H, Arai Y, Doi K, Tsukashita M, Shimamoto T, Ikeda T, Komeda M. A potential of autologous pericardium for a sustained-release carrier of vancomycin: a pilot study in vitro. J Thorac Cardiovasc Surg. 2009;137:783-4.doi: 10.1016/j.jtcvs.2008.02.041
開心術後深部感染の予防として、自己心膜を担体としてバンコマイシン(抗生剤)を徐放投与することが効果的であることを示しました。 - 43. Nakajima H, Sakakibara Y, Tambara K, Marui A, Yoshimoto M, Premaratne GU, Lin X, Kanemitsu N, Sakaguchi G, Ikeda T, Nishimura K, Nakahata T, Komeda M. Delivery route in bone marrow cell transplantation should be optimized according to the etiology of heart disease. Circ J. 2008;72:1528-35.doi: 10.1253/circj.cj-06-0430
心疾患に対する骨髄由来幹細胞移植において、病態により適切な投与ルートが異なることを示しました。 - 44. Tsukashita M, Marui A, Nishina T, Yoshikawa E, Kanemitsu H, Wang J, Ikeda T, Komeda M. Spironolactone alleviates late cardiac remodeling after left ventricular restoration surgery. J Thorac Cardiovasc Surg. 2008;136:58-64.doi: 10.1016/j.jtcvs.2007.11.016
左室形成ラットモデルへのアルドステロン拮抗剤であるスピロノラクトン投与が、左室リモデリングを抑制することを示しました。 - 45. Kanemitsu H, Takai S, Tsuneyoshi H, Yoshikawa E, Nishina T, Miyazaki M, Ikeda T, Komeda M. Chronic chymase inhibition preserves cardiac function after left ventricular repair in rats. Eur J Cardiothorac Surg. 2008;33:25-31.doi: 10.1016/j.ejcts.2007.09.040
左室形成ラットモデルへのキマーゼ阻害剤投与が心機能を回復させうることを示しました。 - 46. Wang J, Marui A, Ikeda T, Komeda M. Partial left ventricular unloading reverses contractile dysfunction and helps recover gene expressions in failing rat hearts. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2008;7:27-31.doi: 10.1510/icvts.2007.165563
虚血性心筋症ラットへのunloadingが、心収縮能を改善させ、また心筋関連遺伝子発現を回復することが示されました。 - 47. Huang Y, Marui A, Sakaguchi H, Esaki J, Arai Y, Hirose K, Bir SC, Horiuchi H, Maruyama T, Ikeda T, Tabata Y, Komeda M. Sustained release of prostaglandin E1 potentiates the impaired therapeutic angiogenesis by basic fibroblast growth factor in diabetic murine hindlimb ischemia. Circ J. 2008;72:1693-9.doi: 10.1253/circj.cj-07-0960
糖尿病マウス下肢虚血モデルへプロスタグランジンE1徐放投与を行うことによる血流改善効果を示しました。 - 48. Sakaguchi H, Marui A, Hirose K, Nomura T, Arai Y, Bir SC, Huang Y, Esaki J, Tabata Y, Ikeda T, Komeda M. Less-invasive and highly effective method for preventing methicillin-resistant Staphylococcus aureus graft infection by local sustained release of vancomycin. J Thorac Cardiovasc Surg. 2008;135:25-31.doi: 10.1016/j.jtcvs.2007.06.027
メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)による術後人工血管感染を予防するためにバンコマイシン(抗生剤)の徐放投与が有効であることを、マウスを用いて示しました。 - 49. Masuyama S, Marui A, Shimamoto T, Komeda M. Reversed L-shaped deformity of the anterior mitral leaflet and its reparative technique. J Thorac Cardiovasc Surg. 2008;136:1599-601.doi: 10.1016/j.jtcvs.2007.12.051
僧帽弁形成術における新たな術式として、僧帽弁前尖の病態に着目した方法を、イヌへの人工心肺を用いた実験により開発しました。 - 50. Masuyama S, Marui A, Shimamoto T, Nonaka M, Tsukiji M, Watanabe N, Ikeda T, Yoshida K, Komeda M. Chordal translocation for ischemic mitral regurgitation may ameliorate tethering of the posterior and anterior mitral leaflets. J Thorac Cardiovasc Surg. 2008;136:868-75.doi: 10.1016/j.jtcvs.2008.06.034
機能的僧帽弁閉鎖不全に対する新しい術式として、Chordal translocation 法による、乳頭筋と僧帽弁輪との力学的連続性を残した方法を、イヌへの人工心肺を用いた実験により開発しました。 - 51. Nonaka M, Marui A, Fukuoka M, Shimamoto T, Masuyama S, Ikeda T, Komeda M. Differences in mitral valve-left ventricle dimensions between a beating heart and during saline injection test. Eur J Cardiothorac Surg. 2008;34:755-9.doi: 10.1016/j.ejcts.2008.04.052
僧帽弁形成術における逆流の有無の確認時に使用する生食注入試験が、拍動心における結果と異なることを、僧帽弁の解剖を踏まえて、イヌの実験により実証しました。 - 52. Lin X, Fujita M, Kanemitsu N, Kimura Y, Tambara K, Premaratne GU, Nagasawa A, Ikeda T, Tabata Y, Komeda M. Sustained-release erythropoietin ameliorates cardiac function in infarcted rat-heart without inducing polycythemia. Circ J. 2007;71:132-7.doi: 10.1253/circj.71.132
ラット心筋梗塞モデルにおいて、造血剤のエリスロポエチンの局所徐放投与が、多血症をきたすことなく心機能回復をもたらすことを報告しました。 - 53. Marui A, Tabata Y, Kojima S, Yamamoto M, Tambara K, Nishina T, Saji Y, Inui K, Hashida T, Yokoyama S, Onodera R, Ikeda T, Fukushima M, Komeda M. A novel approach to therapeutic angiogenesis for patients with critical limb ischemia by sustained release of basic fibroblast growth factor using biodegradable gelatin hydrogel: an initial report of the phase I-IIa study. Circ J. 2007;71:1181-6.doi: 10.1253/circj.71.1181
bFGF徐放投与による下肢虚血への治療効果を、臨床研究(Phase I-IIa)にて示しました。 - 54. Doi K, Ikeda T, Marui A, Kushibiki T, Arai Y, Hirose K, Soga Y, Iwakura A, Ueyama K, Yamahara K, Itoh H, Nishimura K, Tabata Y, Komeda M. Enhanced angiogenesis by gelatin hydrogels incorporating basic fibroblast growth factor in rabbit model of hind limb ischemia. Heart Vessels. 2007;22:104-8.doi: 10.1007/s00380-006-0934-0
ウサギ下肢虚血モデルを用いて、bFGF徐放投与が血管新生を促進することを示しました。 - 55. Arai Y, Fujita M, Marui A, Hirose K, Sakaguchi H, Ikeda T, Tabata Y, Komeda M. Combined treatment with sustained-release basic fibroblast growth factor and heparin enhances neovascularization in hypercholesterolemic mouse hindlimb ischemia. Circ J. 2007;71:412-7.doi: 10.1253/circj.71.412
bFGFとヘパリンの併用徐放投与が高コレステロールマウス下肢虚血モデルに対し効果的であることを示しました。 - 56. Fukuoka M, Nonaka M, Masuyama S, Shimamoto T, Tambara K, Yoshida H, Ikeda T, Komeda M. Chordal "translocation" for functional mitral regurgitation with severe valve tenting: an effort to preserve left ventricular structure and function. J Thorac Cardiovasc Surg. 2007;133:1004-11.doi: 10.1016/j.jtcvs.2006.10.063
機能的僧帽弁閉鎖不全に対する、左室構造・機能を保つ新しい術式としてのChordal translocation 法を、イヌへの人工心肺を用いた実験により開発しました。 - 57. Marui A, Hirose K, Maruyama T, Arai Y, Huang Y, Doi K, Ikeda T, Komeda M. Prostaglandin E2 EP4 receptor-selective agonist facilitates sternal healing after harvesting bilateral internal thoracic arteries in diabetic rats. J Thorac Cardiovasc Surg. 2006;131:587-93.doi: 10.1016/j.jtcvs.2005.10.026
冠動脈バイパス術(CABG)におけるグラフトとしての両側内胸動脈使用は、特に糖尿病患者などでは虚血に伴う感染のリスクとなりえますが、この実験では糖尿病ラットを用いて、プロスタグランジンE2のEP4選択的作動薬を用いることで虚血を抑えうることを実験的に示しました。 - 58. Tambara K, Premaratne GU, Sakaguchi G, Kanemitsu N, Lin X, Nakajima H, Sakakibara Y, Kimura Y, Yamamoto M, Tabata Y, Ikeda T, Komeda M. Administration of control-released hepatocyte growth factor enhances the efficacy of skeletal myoblast transplantation in rat infarcted hearts by greatly increasing both quantity and quality of the graft. Circulation. 2005;112:I129-34.doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.104.526293
ラット心筋梗塞モデルにおいて、骨格筋芽細胞移植と肝細胞増殖因子(HGF)局所徐放投与を併用することが、細胞移植の効果を増大することを示しました。 - 59. Tsuneyoshi H, Oriyanhan W, Kanemitsu H, Shiina R, Nishina T, Matsuoka S, Ikeda T, Komeda M. Does the beta2-agonist clenbuterol help to maintain myocardial potential to recover during mechanical unloading? Circulation. 2005;112:I51-6.doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.104.525097
LVADを想定したラット心へのunloading時にβ2作動薬(クレンブテノール)を投与することにより、β-受容体機能が回復し、心臓関連遺伝子発現が上昇することが示されました。 - 60. Hirose K, Marui A, Arai Y, Fujita M, Nomura T, Mitsuyama M, Tabata Y, Komeda M. Sustained-release form of basic fibroblast growth factor prevents catheter-related bacterial invasion in mice. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2005;4:526-30.doi: 10.1510/icvts.2005.114926
塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)徐放投与がカテーテル感染を予防しうることを、マウスを用いた実験により示しました。 - 61. Marui A, Kanematsu A, Yamahara K, Doi K, Kushibiki T, Yamamoto M, Itoh H, Ikeda T, Tabata Y, Komeda M. Simultaneous application of basic fibroblast growth factor and hepatocyte growth factor to enhance the blood vessels formation. J Vasc Surg. 2005;41:82-90.doi: 10.1016/j.jvs.2004.10.029
マウス下肢虚血モデルへのbFGFと肝細胞増殖因子(HGF)の徐放併用投与が、血流を効果的に改善しうることを示しました。 - 62. Miwa S, Yamazaki K, Hyon SH, Komeda M. A novel method of 'preparative' myocardial protection using green tea polyphenol in oral uptake. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2004;3:612-5.doi: 10.1016/j.icvts.2004.06.013
緑茶ポリフェノールの心虚血前投与が、酸化ストレス軽減などにより心機能低下を抑えることが、ランゲンドルフ灌流ラット心モデルを用いて示されました。 - 63. Tsuneyoshi H, Nishina T, Nomoto T, Kanemitsu H, Kawakami R, Unimonh O, Nishimura K, Komeda M. Atrial natriuretic peptide helps prevent late remodeling after left ventricular aneurysm repair. Circulation. 2004;110:II174-9.doi: 10.1161/01.CIR.0000138348.77856.ef
左室形成ラットモデルへの心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)投与が術後の左室リモデリングを抑制しうることを示しました。 - 64. Tambara K, Sakakibara Y, Sakaguchi G, Lu F, Premaratne GU, Lin X, Nishimura K, Komeda M. Transplanted skeletal myoblasts can fully replace the infarcted myocardium when they survive in the host in large numbers. Circulation. 2003;108:II259-63.doi: 10.1161/01.cir.0000087430.17543.b8
ラット心筋梗塞モデルに対する骨格筋芽細胞の多量移植により、梗塞部位を新しい組織に置き換えることが可能であることを示しました。 - 65. Sakaguchi G, Sakakibara Y, Tambara K, Lu F, Premaratne G, Nishimura K, Komeda M. A pig model of chronic heart failure by intracoronary embolization with gelatin sponge. Ann Thorac Surg. 2003;75:1942-7.doi: 10.1016/s0003-4975(03)00184-x
前臨床試験においてブタは大変重要なモデル動物ですが、冠動脈へのゼラチンスポンジ留置により心筋梗塞モデルを効率よく作製できることを示しました。 - 66. Soga Y, Nishimura K, Yamazaki K, Komeda M. Simplified chordal reconstruction: 'oblique' placement of artificial chordae tendineae in mitral valve replacement. Eur J Cardiothorac Surg. 2003;24:653-5.doi: 10.1016/s1010-7940(03)00462-7
僧帽弁置換術での左室機能不全を起こさないための人工腱索を用いた新たな術式を、イヌを用いた実験で開発しました。 - 67. Koyama T, Nishimura K, Soga Y, Unimonh O, Ueyama K, Komeda M. Importance of preserving the apex and plication of the base in left ventricular volume reduction surgery. J Thorac Cardiovasc Surg. 2003;125:669-77.doi: 10.1067/mtc.2003.54
心尖部温存による新しい左室形成術を、イヌ心不全モデルを用いた実験で開発しました。左室線維の連続性がより保たれ、より良い術後心機能が期待できます。 - 68. Sakakibara Y, Tambara K, Lu F, Nishina T, Sakaguchi G, Nagaya N, Nishimura K, Li RK, Weisel RD, Komeda M. Combined procedure of surgical repair and cell transplantation for left ventricular aneurysm: an experimental study. Circulation. 2002;106:I193-7.
外科治療(左室形成術)と細胞移植(胎仔心筋細胞)を併用することにより心機能回復が望めることを、ラット慢性心筋梗塞モデルを用いて示しました。 - 69. Nomoto T, Nishina T, Miwa S, Tsuneyoshi H, Maruyama I, Nishimura K, Komeda M. Angiotensin-converting enzyme inhibitor helps prevent late remodeling after left ventricular aneurysm repair in rats. Circulation. 2002;106:I115-9.
左室形成ラットモデルへのアンジオテンシン変換酵素阻害剤(ACEI)投与が、左室リモデリングを抑制しうることを示しました。 - 70. Nishina T, Nishimura K, Yuasa S, Miwa S, Nomoto T, Sakakibara Y, Handa N, Hamanaka I, Saito Y, Komeda M. Initial effects of the left ventricular repair by plication may not last long in a rat ischemic cardiomyopathy model. Circulation. 2001;104:I241-5.doi: 10.1161/hc37t1.094522
ラット虚血性心筋症モデルへの左室形成術は、術後早期には機能回復を示すものの、次第に効果が失われる傾向が示され、左室形成に何らかの併用治療を行うことが臨床的に重要であることがわかりました。 - 71. Iwakura A, Tabata Y, Tamura N, Doi K, Nishimura K, Nakamura T, Shimizu Y, Fujita M, Komeda M. Gelatin sheet incorporating basic fibroblast growth factor enhances healing of devascularized sternum in diabetic rats. Circulation. 2001;104:I325-9.doi: 10.1161/hc37t1.094544
bFGF含浸ゼラチンシートが術後胸骨癒合を促進することを、糖尿病ラットを用いて示しました。 - 72. Iwakura A, Tabata Y, Miyao M, Ozeki M, Tamura N, Ikai A, Nishimura K, Nakamura T, Shimizu Y, Fujita M, Komeda M. Novel method to enhance sternal healing after harvesting bilateral internal thoracic arteries with use of basic fibroblast growth factor. Circulation. 2000;102:III307-11.doi: 10.1161/01.cir.102.suppl_3.iii-307
bFGF徐放投与が両側内胸動脈採取後の胸骨癒合を促進しうることを示しました。