右心不全における下層筋細胞機能の血行力学的評価 (HALT-RHF)

この提案は、駆出率の低下および肺高血圧症（HFrEF-PH）を伴う心不全患者における右心室（RV）筋細胞機能不全の診断とメカニズムの理解を向上させることを目的としています。 RV 機能不全は一般的であり、HFrEF-PH の不良転帰を促進します。 その重要性にもかかわらず、それを特徴づける臨床能力は依然として不正確です。 これは、左心室補助装置後の右室機能不全の予測など、多くのシナリオにおける予後および治療の取り組みを挫折させます。 2023年、研究者らは、外移植された末期ヒトHFrEF-PH心臓の右室組織において、カルシウム活性化等尺性張力や長さ依存性能動張力などの右室筋細胞の収縮予備能指数が低下していることを報告した。 特に、臨床指標はカルシウム活性化張力と適度に相関していましたが、長さ依存性張力の低下を完全に捉えることができませんでした。後者はRVフランク-スターリング予備力の主な要因です。 この欠陥は、臨床指標が RV 不全を特定できない理由の 1 つを浮き彫りにします。 この研究の欠点は、末期疾患の研究であり、研究者らは、初期段階の疾患による筋細胞機能不全のより良い臨床相関があれば、介入がまだ役立つであろう時点で、より多くの洞察が得られる可能性があると考えている。 研究者らの中心的な仮説は、HFrEF-PHにおける右室筋細胞疾患の臨床的同定には、運動中に誘発される右室収縮予備能の測定が必要であるというものである。 原発性PH患者に関する研究者らの以前の研究はこれを裏付けており、心不全に続発するPH患者に関する新しい予備データも同様に裏付けている。 さらに詳しく調べたところ、研究者らは最近、HFrEF-PH RV筋細胞におけるサルコメアの太いフィラメントの新たな欠損を報告した。これは、不活性な超弛緩状態にある過剰なミオシンによって引き起こされ、カルシウムまたはストレッチのいずれかによって架橋を形成するためのミオシンの補充を妨げる。 -活性化。 後者は、小型げっ歯類では見られず、ブタで最近報告されたばかりであるため重要であり、したがって、超弛緩ミオシンがヒトの右室筋細胞および心腔予備能と新たに関連付けられることになる。 研究者らの新しいリン酸化プロテオームデータは、ミオシン結合プロテインCのリン酸化が少ないものの、いくつかのサルコメアZディスクタンパク質のリン酸化が多いことを示しており、キナーゼおよびホスファターゼ修飾に基づく潜在的な役割を裏付けている。

この提案は、これらの最近の発見に基づいて生まれました。 研究者らの目的は以下のとおりである：（1）初期から中期のHFrEF-PHにおけるRV筋細胞予備機能不全を捉える臨床指標を特定する。 (2) 筋細胞の長さに依存した収縮抑制のメカニズムを明らかにする。 (3) HFrEF-PH RV 不全に有用である可能性のあるサルコメア活性化薬を試験する。 研究者らは、最先端の圧力容積ループと右室室機能の臨床評価を筋細胞の収縮装置の表現型解析と組み合わせています。 研究者らはさらに、低下した筋細胞予備能における超弛緩状態のミオシンの新たな役割を調査している。 この提案は、K23 のサポートと優れた協力チームによって過去数年間に培われた、私のトランスレーショナルで基本的な筋肉の専門知識を活用しています。 その目的は、RV および高度な HF に対する NHLBI の戦略的ビジョンと一致しています。 具体的な目的は 3 つあります。

目的 1. RV 運動予備力の臨床測定値が、初期段階の HFrEF-PH における RV 筋細胞の収縮機能不全をよりよく反映しているかどうかをテストします。 右心カテーテルのために紹介されたHFrEF患者は、ジョンズ・ホプキンス大学で確立されたプロトコールを受け、安静時および仰臥位自転車運動でのRV圧-容積ループパラメータと並行して、臨床的な血行力学および心エコー検査によるRV指数を評価します。 RV 心内膜生検を取得し、単離された筋細胞を透過処理して、収縮力学およびカルシウムおよび長さによって活性化される張力を評価します。 次に、研究者らは、臨床的な右室運動予備能パラメータが、一般的に使用される右室機能の安静時の測定値よりも右室筋細胞の収縮予備能制限をより敏感に反映するかどうかをテストします。

目的 2. HFrEF-PH RV 筋細胞の長さ依存性予備能の減少におけるリン酸化メディエーターの役割と正体を決定する。 新しいリン酸化プロテオミクスデータにより、HFrEF-PH RV 心筋層における太いフィラメントタンパク質のプロテインキナーゼ A (PKA) 低リン酸化と Z ディスク足場タンパク質の過剰リン酸化が発見されました。 PKA インキュベーションは筋細胞の長さに依存する張力を増加させますが、プロテインホスファターゼ 2a (PKA の変化を逆転させない) はカルシウム活性化張力を改善します。 研究者らは、選択的キナーゼとホスファターゼのインキュベーションによって透過処理されたRV筋細胞におけるHFrEF-PHにおける筋細胞の収縮予備能不全との関連性を試験し、その後、高値のリン酸化修飾部位を選択的に変異させて、長さ依存性の活性化における役割を試験している。

目的 3: 新しいサルコメア活性化薬が HFrEF RV 筋細胞の長さに依存する張力を回復するかどうかを確認します。 2 つのサルコメア活性化薬、ダニカムティブと CK-136 が HFrEF-PH RV 筋細胞で試験されており、以前に試験された同様の薬剤よりも長さ依存性の張力を増強するはずです。 研究者らは、皮をむいた筋細胞の収縮予備能に対する影響を決定し、目的 1 で特定された臨床的な右室予備能指数が、同じ患者の個々の HFrEF-PH RV 筋細胞に対する影響を予測できるかどうかをテストします。

期待される成果：研究者らは、HFrEF-PHにおける右室予備能不全の最適な臨床指標を特定し、長さに依存する右室予備能の筋細胞メカニズムを解明し、新規の右室予備剤を試験する予定である。 調査結果は、HFrEF-PH による RV 障害に影響を及ぼし、他の原因にも同様に適用されるはずです。 研究者らの研究チームはトランスレーショナル RV 表現型解析と筋生物物理学において優れた専門知識を有しており、この提案を実現する独自の態勢を整えています。