WO2006025450A1 - 心房細動モデル動物の作製方法、心房細動を誘発させる方法及び心房細動抑制剤の評価方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing an atrial fibrillation model animal having an onset mechanism similar to that of a human, a method for inducing atrial fibrillation, and an evaluation of an atrial fibrillation inhibitor using an animal in which atrial fibrillation is induced. It relates to the test method.
- Paroxysmal atrial fibrillation is caused by a temporary dysfunction in a cardiac pacemaker called a sinus node, normal atrial excitement does not start, and atrial muscles are positive 300-500 times per minute It is one of the arrhythmias that irregularly trembles irregularly at a speed five times faster than usual, resulting in contraction and expansion as an atrial auxiliary pump. Paroxysmal atrial fibrillation can occur regardless of gender or age, and occurs in about 5 out of every 1000 people.
- Atrial fibrillation models include, for example, the acotin model Am. Heart. J. 58: 59-70 (1959). Moe et al. It causes atrial fibrillation of origin but is not directly related to clinical paroxysmal atrial fibrillation. Aseptic pericarditis model J. Am Coll Cardiol, 8, 872-879 (1986), Page et al. Kumagai et al.
- Atrial fibrillation is induced in this model by facilitating the induction of atrial arrhythmia by aseptically spraying talc powder on the muscle surface and causing pericarditis.
- the force used to investigate the mechanism of atrial fibrillation is atrial fibrillation caused by pericarditis, so the method reflects the limited clinical atrial fibrillation that occurs after cardiac surgery. Not too much.
- each model is different from the clinical mechanism of paroxysmal atrial fibrillation and is not appropriate as a model system for paroxysmal atrial fibrillation.
- Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a method for producing a model animal applied for the screening.
- the invention described in Patent Document 1 is a method for producing a heart failure model animal, in which animals such as Inu rat start coronary artery stenosis and arterial stenosis other than coronary artery and abdominal aorta at the same time. Is.
- the invention described in Patent Document 2 is a method for producing a model animal that induces a ventricular arrhythmia that can cause sudden cardiac death, and produces an AV block and myocardial infarction in the heart of Inu. It is.
- any model animal is not necessarily a suitable model for inducing atrial fibrillation.
- Patent Document 1 JP 2002-291373 A
- Patent Document 2 Japanese Translation of Special Publication 2002-543812
- the problem to be solved by the present invention is to produce a paroxysmal atrial fibrillation model animal having a similar onset mechanism to that of humans, and to induce atrial fibrillation in this model animal with a high probability. This makes it possible to easily evaluate the efficacy of preventive and therapeutic agents for atrial fibrillation.
- the method for producing an atrial fibrillation model animal inserts an electrode catheter into the heart of the dog, destroys the atrioventricular node with the electrode catheter, It is characterized by enlarging the heart by blocking. Since the enlarged heart of Inu is similar in size to that of humans, it can be used as an atrial fibrillation model. The value is large.
- the method for inducing atrial fibrillation includes inserting an electrode catheter into the heart of an atrial fibrillation model animal whose atrioventricle is blocked, and electrically stimulating the sinus node or the atrial septum. It is characterized by.
- the sinus node functions as a pacemaker for the heart, and the atrial septum is a wall that separates the left and right atriums. Therefore, the sinus node or atrial septum can be stimulated for a short time (about 10 seconds). Atrial fibrillation can be triggered with high probability and reproducibility.
- the method for inducing atrial fibrillation includes a case where the atrial fibrillation model animal is a rat other than a complete atrioventricular block dog, and the rat is allowed to sleep by administering an anesthetic, It is characterized by stimulating the heart.
- This method is very simple and can be easily obtained by rats, so it is most suitable for primary evaluation tests such as drugs for preventing atrial fibrillation.
- the anesthetic is not particularly limited, but pentobarbital is excellent in terms of availability, ease of use, and effectiveness of anesthesia. It is also desirable to intubate and use a ventilator to keep the rat in a stable sleep state. Furthermore, in the case of rats, it is difficult to insert a catheter directly into the heart, but atrial fibrillation can be induced by electrical stimulation with an electrode catheter inserted into the esophagus. As an example, atrial fibrillation is induced with high probability by electrical stimulation to the esophagus for about 30 seconds.
- the method for evaluating an atrial fibrillation inhibitor measures the duration of atrial fibrillation when an atrial fibrillation model animal is electrically stimulated to induce atrial fibrillation, and the atrial fibrillation is measured.
- An atrial fibrillation inhibitor is administered immediately after the movement is stopped, and atrial fibrillation is induced again in the same manner every predetermined time after the administration, and the duration of the atrial fibrillation is measured at that time. Compared with the duration of atrial fibrillation before administration of.
- another method for evaluating an atrial fibrillation inhibitor according to the present invention includes a frequency at which atrial fibrillation is induced when an atrial fibrillation model animal is electrically stimulated, and administration of an atrial fibrillation inhibitor. After that, the frequency of atrial fibrillation is again compared in a similar manner every predetermined time.
- Atrial fibrillation occurring in a human and Since Ruinu's atrial fibrillation model animal was produced with the same mechanism, it is excellent as an in vivo evaluation system for atrial fibrillation, and it is useful for the prevention of atrial fibrillation and the use of drugs used for treatment. It can be effectively and efficiently applied to screening.
- Atrial fibrillation can be induced with high probability and reproducibility.
- the method for inducing atrial fibrillation using rats is very simple, and since rats can be easily obtained, it is optimal for use in primary screening such as the atrial fibrillation preventive drug.
- a preventive agent for atrial fibrillation that has been used in clinical practice for many years, as well as an evaluation experiment for a newly developed pharmaceutical. And can be applied to re-evaluation experiments on drugs such as pharmacological agents and therapeutic drugs such as piljkai-dyadisopyramide.
- FIG. 1 is an electrocardiogram when a complete atrioventricular block dog has paroxysmal atrial fibrillation.
- FIG. 2 is an electrocardiogram when electrical stimulation is given to a complete atrioventricular block dog.
- FIG. 3 is a graph showing the results of a drug evaluation test based on the duration of atrial fibrillation using a complete atrioventricular block dog.
- FIG. 4 is a graph showing the results of a drug evaluation test based on the duration of atrial fibrillation using rats.
- FIG. 5 is a graph showing the results of a drug evaluation test based on the induction rate of atrial fibrillation using a complete atrioventricular block dog.
- FIG. 6 is a graph showing changes in heart rate with respect to elapsed time when a drug is given to rats in Example 3.
- FIG. 7 is a graph showing changes in blood pressure with respect to elapsed time when a drug is given to rats in Example 3.
- FIG. 8 is a graph showing changes in electrocardiogram indices (QT, PR, QRS) with respect to elapsed time when a drug is given to rats in Example 3.
- the atrial fibrillation model dog in the present invention is prepared as a chronic atrioventricular block dog. This is because the atrioventricle is completely blocked to enlarge the heart and promote the induction of atrial fibrillation.
- An example for preparing a complete atrioventricular block dog is described below.
- a beagle dog weighing 10 kg is anesthetized with pentobarbital halothane, etc., and further intubated to stabilize respiration and a certain amount of respirator power (eg 20 mlZkg) is supplied.
- a certain amount of respirator power eg 20 mlZkg
- an electrode catheter having an electrode attached to the distal end portion is inserted into the atrioventricular nodal region by virtue of the femoral vein force, and the distal electrode is fixed at a predetermined position.
- a high frequency 500 kHz 20 W
- the atrioventricular nodule is burned and destroyed to produce a complete atrioventricular block dog.
- the right ventricle and the left ventricle subsequently perform blood pumping functions by the rhythm of the His bundle. It will be. As a result, the pumping function for pumping blood and heart power is reduced, and the heart rate is greatly reduced, placing a burden on the heart. As a result, the entire heart becomes enlarged. And after 4 to 6 weeks, the size of the heart will grow to about twice. Thus, if the function of the sinus node is impaired and the heart becomes enlarged, atrial fibrillation tends to occur, and thrombus tends to occur due to the disordered excitement swirl that occurs in the atrium.
- Figure 1 shows an enlarged part of the electrocardiogram at 6 weeks after the operation of the complete atrioventricular block dog described above, indicating that it causes sudden atrial fibrillation. That is, a normal beat at around 7:47 am caused atrial fibrillation at around 8:47 am, and after about 9 hours atrial fibrillation continued until 9:45 am, It shows that it returned to normal pulsation around 46am.
- a complete atrioventricular block dog is a model animal that causes sudden atrial fibrillation and has a susceptibility characteristic.
- the present invention utilizes the property that the enlarged heart of a complete atrioventricular block dog tends to induce atrial fibrillation as described above, and induces this atrial fibrillation with reproducibility to prevent anti-inactivity. It was found that it can be applied to the evaluation of arrhythmic drugs.
- a sinus node or an atrial septum is electrically stimulated in a complete atrioventricular block dog in order to induce atrial fibrillation with high probability and reproducibility.
- the sinus node is a pacemaker
- the atrial septum is a wall of about 1 to 2 mm that separates the left and right atria. By stimulating, atrial fibrillation is triggered with a high probability.
- Figure 2 shows an electrocardiogram when electrical stimulation is applied to the atria, particularly the sinus node.
- Atrial fibrillation can be artificially induced for about 2 to 5 seconds by applying electrical stimulation through the electrode catheter at 60 V and 60 ms intervals for 10 seconds. The probability of atrial fibrillation when applying electrical stimulation was about 80% for the complete atrioventricular block dog.
- the sinus node or the atrial septum for example, as in the case of producing the complete atrioventricular block dog, anesthetized with pentobarbital halothane or the like, and further to stabilize the respiration Intubate to supply ventilator power oxygen or air.
- an electrode catheter with an electrode attached to the tip is inserted into the right atrium of the femoral vein force, and the sinus node region or atrial septal region is energized to electrically connect the site. stimulate.
- atrial fibrillation can be caused with a probability of about 80%.
- the present inventors conducted an experiment to determine whether the probability of atrial fibrillation varies depending on the energization time. According to the experimental results, when electronic stimulation was applied for 60 seconds at 60 ms intervals for only 1 second or 3 seconds, atrial fibrillation could not be induced with reproducibility, but electrical stimulation was applied for 10 seconds. When applied for 30 or 60 seconds, atrial fibrillation was induced with a reproducibility of more than 80% of V and deviation.
- Atrial fibrillation can be induced by a simple means that simply applies electrical stimulation to the heart of a normal rat without involving the work of blocking the atrioventricle as described above.
- primary evaluation tests such as preventive drugs And useful.
- a rat is anesthetized with pentobarbital, neurocene, or the like, and the respiration is stabilized using a ventilator as in the case of the complete atrioventricular block dog.
- an atrial fibrillation can be induced by inserting an electrode catheter into the esophagus and electrically stimulating the rat atrium through the esophagus.
- electrical stimulation for example, atrial fibrillation can be induced with a reproducibility of about 80% by applying a voltage about 1.5 times the threshold (about 40 V) at intervals of 12 ms for about 30 seconds.
- the present inventors also experimented with rats on the probability of atrial fibrillation occurring based on the difference in energization time. According to the experimental results, it was impossible to induce atrial fibrillation with reproducibility when a voltage of about 1.5 times the threshold was applied for 12 seconds at 1 second or 3 seconds. However, when electrical stimulation is applied for 10 seconds, 30 seconds, or 60 seconds, atrial fibrillation is reproducibly induced, and in particular for 30 seconds and 60 seconds, there is an approximately 80% probability of atrial fibrillation. Motion was triggered.
- the drug evaluation test can be applied not only to clinically used preventive and therapeutic agents for atrial fibrillation, but also to newly developed pharmaceutical evaluation experiments.
- rupikai-dyadisopyramide which has been used for many years as a treatment for atrial fibrillation, can be re-evaluated.
- As an evaluation test it can be used as an evaluation model for the exacerbation effect of arrhythmia caused by drugs, as well as the inhibitory effect test by drugs.
- changes in heart rate, blood pressure, electrocardiogram, etc. when a drug is administered can also be evaluated.
- the evaluation test is performed as follows. For example, atrial fibrillation is induced by electrically stimulating the complete atrioventricular block dog or rat atrium, and the duration of atrial fibrillation at that time is measured. Drugs are administered immediately after atrial fibrillation has subsided, and atrial fibrillation is induced in the same manner after a prescribed time, for example, 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, and 60 minutes. Measure duration. By comparing the duration of atrial fibrillation before and after drug administration, the therapeutic effect of the drug can be evaluated. If the duration of atrial fibrillation after administration is shorter than before administration of the drug, it can be evaluated that the drug effect is observed.
- the atrial fibrillation is induced when the atrium of the complete atrioventricular block dog or rat is electrically stimulated without administering the drug, and after the drug is administered, By comparing the frequency with which atrial fibrillation is induced by electrical stimulation every predetermined time, the preventive effect of the drug can be evaluated. If the number of occurrences of atrial fibrillation after administration is less than before administration of the drug, it can be evaluated that the drug effect is observed.
- a complete atrioventricular block dog was prepared by blocking the atrioventricular node by applying a high frequency (500 kHz, 20 W) to the atrioventricular nodule region for 10 seconds while blocking the atrioventricular node.
- a high frequency 500 kHz, 20 W
- This drug evaluation test 1 is a model in which the complete atrioventricular block dog prepared in Example 1 is used and about 4 to 6 months have passed after the operation.
- the method of artificially inducing atrial fibrillation is the same as in the case of producing the complete atrioventricular block dog, by slowly injecting ventvalpital into the complete atrioventricular block dog (30 mgZkg), and simultaneously intubating the trachea to artificial respiration A fixed amount (20mlZkg) of oxygen or air is supplied from the vessel and ventilated.
- an electrode catheter such as a femoral vein is inserted into the heart to electrically stimulate the sinus node.
- the electrical stimulation at this time applies a voltage of 60V for about 10 seconds at 60ms intervals.
- Atrial fibrillation is induced by the electrical stimulation, the duration of atrial fibrillation at that time is measured.
- pilzicaide (lmgZkg) is placed on the thigh. The pulse was administered slowly over a period of time, and 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, and 60 minutes after administration, electrical stimulation was applied again to induce atrial fibrillation, and the duration of atrial fibrillation at that time was measured.
- physiological saline (lmlZkg) was administered as a control in place of the above-described pildicide and the same test was performed.
- Fig. 3 shows the test results.
- the vertical axis represents the duration of atrial fibrillation
- the horizontal axis represents the elapsed time after administration of pilzide or saline.
- the duration of atrial fibrillation before pilzicaide was about 2 seconds, but about 0.2 seconds 15 minutes after administration. After that, there was a tendency to gradually return to the value before administration.
- the duration of atrial fibrillation when physiological saline is administered remains almost constant regardless of before and after the administration of pilzicide. Based on this, it can be evaluated that pilzicainide has the effect of suppressing atrial fibrillation and that the inhibitory effect appears immediately after administration.
- the duration of rat atrial fibrillation induced by electrical stimulation is measured.
- pilzicainide (lmgZkg) is slowly administered into the femoral vein over time, and after 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, and 60 minutes, electrical stimulation is applied again to cause atrial fibrillation. The duration of atrial fibrillation was measured.
- physiological saline (lmlZkg) was administered as a control in place of the above-described pildicide and the same test was performed.
- the test results are shown in FIG.
- the vertical axis in this figure is the duration of atrial fibrillation, and the horizontal axis is pilgi
- the elapsed time after administration of a key or physiological saline is shown, respectively.
- the duration of atrial fibrillation before administration of piljcainide was about 12 seconds.
- the time was shortened to about 4 seconds and then gradually returned to the pre-dose value.
- the duration of atrial fibrillation in the case of administration of physiological saline remains almost constant regardless of before and after the administration of pilzicide. From this, the atrial fibrillation model using rats can also evaluate the efficacy of pilzicaide, similar to the complete atrioventricular block dog.
- Example 1 In this drug evaluation test, the complete atrioventricular block dog prepared in Example 1 was used.
- Example 4 The method for artificially inducing atrial fibrillation by applying electrical stimulation is the same as in Example 1.
- electrical stimulation is performed 10 times at intervals, and the number of times atrial fibrillation is induced is recorded.
- piljcainide (lmgZkg) was administered slowly into the femoral vein over a period of time, and after the administration, electrical stimulation was given 10 times again 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, and 60 minutes later. Record the atrial fibrillation that occurred at that time.
- physiological saline (lml / kg) was administered as a control instead of the above pildicide, and the same test was conducted.
- FIG. 5 (a) and (b) The test results are shown in FIG.
- the vertical axis indicates the induction rate of atrial fibrillation
- the horizontal axis indicates the elapsed time after administration of pill cardide or physiological saline.
- the induction rate of atrial fibrillation was about 80% before administration of pilsicainide, but about 20% after 15 minutes and about 2 after 30 minutes.
- the induction rate was approximately 30% even after 50% and 60 minutes, and a significant decrease in the induction rate of atrial fibrillation was observed.
- the rate of induction of atrial fibrillation when saline was administered did not significantly decrease even when pillicide was administered.
- pilzicaide has the effect of suppressing the induction of atrial fibrillation, and the effect of the suppression can be evaluated for a complete atrioventricular block dog by maintaining it for 1 hour after administration.
- Example 3 the heart rate, blood pressure, and electrocardiogram when electrical stimulation was applied to the rat
- the QT interval “Electrical ventricular derepolarization time”, PR interval “Atrioventricular conduction time”, and QRS width “Ventricular excitation time” were evaluated.
- the conditions of electrical stimulation, the dose of pilzicaide, and the elapsed measurement time after administration are the same as in Example 3.
- the results are shown in Fig. 6, Fig. 7 and Fig. 8, respectively. 6 to 8, the vertical axis represents the heart rate, blood pressure, QT interval / PR interval / QRS width, and the horizontal axis represents the elapsed time after pilzicaide administration.
- the same evaluation was performed by administering physiological saline in place of pildicaide.
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Abstract
本発明は、ヒトと類似の発症メカニズムを有する発作性心房細動モデル動物を、心房細動抑制剤（抗不整脈薬）の薬効を評価するためのスクリーニングに簡易かつ有効に利用することであり、具体的には完全房室ブロック犬の心臓内に電極カテーテルを挿入し、洞結節又は心房中隔を電気刺激することによって心房細動を再現性をもって誘発させる。心房細動が誘発された完全房室ブロック犬に心房細動抑制剤を投与し、該抑制剤の薬効評価を行なう。
Description
明 細 書
心房細動モデル動物の作製方法、心房細動を誘発させる方法及び心房 細動抑制剤の評価方法
技術分野
[0001] 本発明は、ヒトと類似の発症メカニズムを有する心房細動モデル動物の作製方法、 心房細動を誘発させる方法及び心房細動を誘発させた動物を用いた心房細動抑制 剤の評価試験法に関するものである。
背景技術
[0002] 発作性の心房細動は、洞結節と呼ばれる心臓のペースメーカが一時的な機能障害 に陥り、正常な心房の興奮が開始されず、心房の筋肉が 1分間に 300〜500回と正 常の 5倍以上の速さで不規則に細力べ震え、心房の補助ポンプとしての収縮や拡張 力 くなる不整脈の一つである。発作性の心房細動は、性別や年齢に関係なく起こり 得るものであり、 1000人に約 5人の割合で発生している。
[0003] 発作性の心房細動が起こると、心房内での血液の流れが悪くなるため血液が固まり 易ぐ血栓が生じ易くなる。そして、この血栓が脳に到達すると脳の血管を詰まらせて 、心原性脳塞栓症を起こすおそれがある。現在は、その対症療法として抗血栓予防 薬ヮルフアリンが使われており、また、発症原因である心房細動を抑制する医薬品と しては、ジソピラミドやビルシカイ-ドなどの抗不整脈薬が知られている。しかし、これ らの医薬品は経験側に基づいて投薬されているものであり、何らかの評価試験に基 づぃたものではない。
[0004] 新たな発作性心房細動予防薬の発見には、心房細動モデル動物を用いたスクリー ユングが重要であり、特に短期間で発作性心房細動病態へと移行し、動物への負荷 が少なく確実な評価が行なえるモデル動物は非常に有用性が高い。現在、心房細 動モデルとしては、例えばアコ-チンモデル Am. Heart. J. 58: 59-70 (1959). Moe et al.があり、これはアコ-チンを心耳に局所投与することによって局所起源の心房細 動を起こすものであるが、臨床における発作性心房細動とは直接関係が無い。また、 無菌性心膜炎モデル J. Am Coll Cardiol, 8, 872-879 (1986), Page et al.は、心房
筋表面にタルクバウダを無菌的に散布し、心膜炎を起こすことによって心房性不整脈 を誘発し易くしたモデルで、 Kumagaiらはこのモデルで心房細動が誘発されることを 明らかにした。このモデルでは心房細動の発生機序を検討するのに用いられている 力 心膜炎による心房細動であるため、心臓手術後に発生する臨床におけるごく限ら れた心房細動を反映した方法に過ぎない。このように、いずれのモデルも臨床におけ る発作性心房細動のメカニズムとは異なっており、発作性心房細動モデル系としては 適切ではない。
[0005] また、前記スクリーニングのために適用されるモデル動物の作製方法が特許文献 1 及び特許文献 2に記載されている。しかしながら、特許文献 1に記載の発明は、心不 全モデル動物の作製方法であり、ィヌゃラットなどの動物に冠動脈狭窄と冠動脈およ び腹部大動脈以外の動脈狭窄とを同時期に開始させるものである。一方、特許文献 2に記載の発明は、突然心臓死を生じさせ得るような心室性不整脈を誘導するモデ ル動物の作製方法であり、ィヌの心臓内に AVブロック及び心筋梗塞を作製するもの である。このように、いずれのモデル動物も心房細動を誘発させるために必ずしも適 したモデルとはなり得な 、ものである。
特許文献 1 :特開 2002— 291373号公報
特許文献 2：特表 2002— 543812号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] そこで、本発明が解決しょうとする課題は、ヒトと類似の発症メカニズムを有する発 作性心房細動モデル動物を作製し、このモデル動物に心房細動を高 ヽ確率で誘発 させることによって、心房細動の予防薬及び治療薬の薬効評価を簡易に行なえるよう にすることである。
課題を解決するための手段
[0007] 上記課題を解決するために、本発明に係る心房細動モデル動物の作製方法は、ィ ヌの心臓内に電極カテーテルを挿入し、この電極カテーテルで房室結節を破壊し、 房室をブロックすることによって、心臓を肥大化させることを特徴とする。肥大化させ たィヌの心臓はヒトのそれに近い大きさになるので、心房細動モデルとしての利用価
値が大きい。
[0008] また、本発明に係る心房細動を誘発させる方法は、房室をブロックされた心房細動 モデル動物の心臓内に電極カテーテルを挿入し、洞結節又は心房中隔を電気刺激 することを特徴とする。前記洞結節は心臓のペースメーカとして機能し、また、心房中 隔は左心房と右心房とを仕切る壁であるから、これら洞結節又は心房中隔を短時間（ 約 10秒間）刺激するだけで、心房細動を高!、確率で再現性をもって誘発させること ができる。
[0009] また、本発明に係る心房細動を誘発させる方法は、心房細動モデル動物が完全房 室ブロック犬以外にラットの場合を含み、ラットに麻酔薬を投与して眠らせた状態で、 心臓に刺激を与えることを特徴とする。この方法は、非常に簡便であり、またラットも容 易に入手できることから、心房細動予防薬等の一次評価試験に最適なものとなる。
[0010] 前記麻酔薬は特に限定していないが、ペントバルビタールが入手の容易さ、使い 易さ、麻酔の効き目の点で優れている。また、ラットを安定的に眠らせた状態を保つ ために、挿管して人工呼吸器を用いることが望ましい。さらに、ラットの場合には心臓 に直接カテーテルを挿入することが難 ヽが、食道に挿入した電極カテーテルによる 電気刺激によって、心房細動を誘発させることが可能である。一例として、前記食道 への電気刺激を約 30秒間行なうことで、心房細動は高 、確率で誘発される。
[0011] また、本発明に係る心房細動抑制剤の評価方法は、心房細動モデル動物を電気 刺激して心房細動を誘発させた時の心房細動持続時間を計測し、その心房細動が 収まった直後に心房細動抑制剤を投与し、投与後所定時間毎に再び同様の方法で 心房細動を誘発させ、その時の心房細動継続時間を計測して、心房細動抑制剤の 投与前の心房細動持続時間と比較することを特徴とする。
[0012] さらに、本発明に係る心房細動抑制剤の評価方法の他の手段は、心房細動モデル 動物を電気刺激した時に心房細動が誘発される頻度と、心房細動抑制剤を投与した 後、所定時間毎に再び同様の方法で心房細動が誘発される頻度とを比較することを 特徴とする。
発明の効果
[0013] 本発明に係る心房細動モデル動物の作製方法によれば、ヒトで起こる心房細動と
同様のメカニズムを有して 、るィヌの心房細動モデル動物を作製したので、心房細 動の in vivo評価系として優れており、心房細動予防薬や治療のために用いられる薬 物のスクリーニングに有効かつ効率的に適用することができる。
[0014] また、本発明に係る心房細動を誘発させる方法によれば、心房細動を高!、確率で 再現性をもって誘発させることができる。特に、ラットを用いた房細動の誘発方法は非 常に簡便であり、またラットも容易に入手できることから、前記心房細動予防薬等の一 次スクリーニングの活用に最適なものである。
[0015] さらに、本発明に係る心房細動抑制剤の評価方法によれば、新たに開発した製薬 に対する評価実験のみならず、長年に亘つて臨床で使われて 、る心房細動の予防 薬や治療薬、例えば、ピルジカイ-ドゃジソピラミドなどの製薬に対する再評価の実 験にち応用することがでさる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]完全房室ブロック犬が発作性心房細動を起こした時の心電図である。
[図 2]完全房室ブロック犬に電気刺激を与えた時の心電図である。
[図 3]完全房室ブロック犬を用いた心房細動持続時間による薬物評価試験の結果を 示すグラフである。
[図 4]ラットを用いた心房細動持続時間による薬物評価試験の結果を示すグラフであ る。
[図 5]完全房室ブロック犬を用いた心房細動誘発率による薬物評価試験の結果を示 すグラフである。
[図 6]実施例 3において、ラットに薬物を与えた時の心拍数の経過時間に対する変化 を示すグラフである。
[図 7]実施例 3において、ラットに薬物を与えた時の血圧の経過時間に対する変化を 示すグラフである。
[図 8]実施例 3において、ラットに薬物を与えた時の心電図の各指標（QT、 PR、 QRS )の経過時間に対する変化を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明における心房細動モデル動物の作製方法ではィヌを対象として ヽる。ィヌの 大きさや種類、年齢、雌雄の別などは制約を受けないが、実験動物としての実績があ るビークル犬が取扱い易さの点で優れており、特に、体重 10kg位の 1, 2歳のビーダ ル犬が好ましい。また、本発明における心房細動モデル犬は、慢性房室ブロック犬と して作製される。房室を完全にブロックすることで心臓の肥大化を図り、それに伴う心 房細動の誘発を促進させるためである。以下、完全房室ブロック犬を作製するための 一例を説明する。先ず、体重 10kgのビーグル犬をペントバルビタールゃハロセンな どで麻酔し、さらに呼吸を安定させるために挿管して人工呼吸器力 一定量 (例えば 20mlZkg)の酸素又は大気を供給する。このようにして、ィヌの呼吸を安定させたの ち、電極が先端部に取り付けられた電極カテーテルを大腿静脈力ゝら房室結節領域に 挿入し、先端電極を所定位置に固定する。次いで、電極カテーテルから房室結節領 域に高周波（500kHz 20W)を通電して房室結節を焼き切って破壊し、完全房室ブ ロック犬を作製する。
[0018] 上記のように、完全房室ブロックを作製することによって、洞結節のペースメーカとし ての機能が停止されるため、右心室及び左心室は以後ヒス束のリズムによって血液 のポンプ機能を果たすことになる。そのため、心臓力も血液を送り出すポンプ機能が 低下すると共に心拍数も大幅に減少して心臓に負担が掛かり、結果として心臓全体 が肥大化していく。そして、 4〜6週間後には心臓の大きさが約 2倍程度に肥大してし まう。このように、洞結節の機能が損なわれて心臓が肥大化してしまうと心房細動が起 こり易くなり、心房内で発生する無秩序な興奮旋回によって血栓も生じ易いものとなる 。図 1は上述した完全房室ブロック犬の術後 6週間目の体表面心電図の一部を拡大 したものであり、突発性の心房細動を引き起こしていることを示している。即ち、 7 :47 am頃には通常の拍動を打っていたものが、 8 :47am頃に心房細動を引き起こし、 9 : 45am頃まで約 1時間にわたって心房細動が続いた後、 10 :46am頃に通常の拍動 に戻っていることを示す。このように、完全房室ブロック犬は、突発性の心房細動を引 き起こし易 ヽ特性を持つモデル動物となる。
[0019] 本発明は、上記のように完全房室ブロック犬の肥大化された心臓が心房細動を誘 発し易い性質を利用し、この心房細動を再現性をもって誘発させることによって抗不
整脈薬の薬効評価に応用できることを見出した。
[0020] 本発明では、完全房室ブロック犬に対して、心房細動を高い確率で再現性をもって 誘発させるために、洞結節又は心房中隔を電気刺激する。前述したように、洞結節 はペースメーカであり、また、心房中隔は左心房と右心房とを隔てている l〜2mm程 度の壁であることから、これらの洞結節や心房中隔を直接刺激することで、心房細動 が高い確率で誘発されることになる。図 2は心房、特に洞結節に電気刺激を与えた時 の心電図を示す。 (a)は電極カテーテルを大腿静脈カゝら右心房に挿入した時の心内 心電図波形、 (b)は電極カテーテルを食道力も誘導した左心房の心内心電図波形、 (c)は体表面心電図波形である。前記電極カテーテルを通じて 60V、 60msの間隔 で 10秒間通電して電気刺激を加えることで、約 2〜5秒間心房細動を人工的に起こ させることができる。電気刺激を加えたときに心房細動の発生する確率は、上記完全 房室ブロック犬の場合約 8割であった。
[0021] 前記洞結節又は心房中隔を電気刺激する方法としては、例えば、前記完全房室ブ ロック犬を作製する場合と同様、ペントバルビタールゃハロセンなどで麻酔し、さらに 呼吸を安定させるために挿管して人工呼吸器力 酸素又は大気を供給する。このよ うにして、呼吸を安定させたのち、電極が先端部に取り付けられた電極カテーテルを 大腿静脈力 右心房内に挿入し、洞結節領域又は心房中隔領域に通電して該部位 を電気刺激する。通電は、例えば 60V、 60ms間隔で約 10秒間加えることで、約 8割 の確率で心房細動を起こさせることができる。本発明者らは、通電時間の違いによつ て心房細動の起こる確率が異なる力否かを実験した。その実験結果によれば、 60V 、 60ms間隔で 1秒間又は 3秒間だけ電子刺激を与えた場合には再現性をもって心 房細動を誘発させることはできな力つたが、電気刺激を 10秒間、 30秒間、 60秒間与 えた場合には、 V、ずれも 8割以上の再現性をもって心房細動が誘発された。
[0022] 本発明者らは、前記の完全房室ブロック犬以外の心房細動モデル動物についても 検討を重ねた結果、通常のラットが電気刺激によって心房細動を再現性をもって誘 発されることを見い出した。ラットの場合には、上記のように房室をブロックする作業を 伴うことなぐ通常のラットの心臓に電気刺激を与えるだけの簡易な手段で心房細動 を誘発させることができることから、心房細動予防薬等の一次評価試験のモデルとし
て有用なものとなる。
[0023] 電気刺激の具体的方法としては、例えばラットをペントバルビタールやノヽロセンなど で麻酔し、前記完全房室ブロック犬の場合と同様、人工呼吸器を用いて呼吸を安定 化させる。この状態で、電極カテーテルを食道に挿入し、食道を通してラット心房を電 気刺激することで心房細動を誘発させることができる。電気刺激は、例えば、閾値 (約 40V)約 1. 5倍の電圧を 12ms間隔で約 30秒間加えることで心房細動を約 8割の再 現性をもって誘発させることができる。本発明者らは、ラットについても通電時間の違 いに基づく心房細動の起こる確率を実験した。その実験結果によれば、閾値の約 1. 5倍の電圧を 12msの間隔で 1秒間又は 3秒間だけ電子刺激を与えた場合には再現 性をもって心房細動を誘発させることはできな力つたが、電気刺激を 10秒間、 30秒 間、 60秒間与えた場合には、いずれも再現性をもって心房細動が誘発され、特に 30 秒間と 60秒間の場合には約 8割の確率で心房細動が誘発された。
[0024] 次に、上記完全房室ブロック犬及びラットを心房細動モデルとして使用した場合の 薬物の評価試験について説明する。
[0025] 薬物の評価試験は、臨床で使われている心房細動の予防薬や治療薬のみならず 、新たに開発した製薬に対する評価実験にも応用することができる。例えば、心房細 動の治療薬として長年の間使われて 、るピルジカイ-ドゃジソピラミドなどにつ 、て 再評価を行なうことができる。評価試験としては、心房細動に対する薬物による抑制 効果試験だけでなぐ薬物による不整脈の増悪効果の評価モデルとしても利用が可 能である。さらには、薬物を投与した時の心拍数や血圧、心電図の変化等に対しても 評価することができる。
[0026] 評価試験は以下のようにして行なわれる。例えば、前記完全房室ブロック犬又はラ ットの心房を電気刺激することによって心房細動を誘発させ、その時の心房細動持続 時間を計測する。心房細動が収まった直後に薬物を投与し、投与後所定時間毎、例 えば 10分、 20分、 30分、 60分経過後に同様の方法で心房細動を誘発させ、その時 の心房細動持続時間を計測する。薬物投与前と投与後の心房細動持続時間を比較 することで、薬物の治療効果を評価することができる。薬物投与前より投与後の心房 細動持続時間の方が短くなつていれば、薬効が認められるとの評価ができる。
[0027] また、他の評価試験としては、前記完全房室ブロック犬又はラットの心房を薬物を投 与せずに電気刺激した時に心房細動が誘発される頻度と、薬物を投与した後、所定 時間毎に電気刺激して心房細動が誘発される頻度とを比較することで、薬物の予防 効果を評価することができる。薬物投与前より投与後の心房細動発生回数の方が少 なくなっていれば、薬効が認められるとの評価ができる。
実施例
[0028] (実施例 1)
完全房室ブロック犬の作製
生後約 1年の雌のビーグル犬（約 10kg)にペントバルビタールをゆっくり静注し（30 mgZkg)し、同時に気管に人工呼吸器を揷管して一定量 (20mlZkg)の酸素又は 大気を供給して人工呼吸させる。大腿部を剃毛し、アルコール綿で消毒してから、大 腿静脈にガイドワイヤを挿入し、さらにべ一シング電極が先端部に取り付けられた電 極カテーテルを大腿静脈力も右心房 (頂 、た資料には右心室とあつたが）まで挿入 する。そして、ヒス束心電図が最大に記録できる部位を探して先端の電極を固定する 。次に、電極カテーテルの先端電極力ゝら房室結節領域に高周波（500kHz 20W) を 10秒間通電して房室結節を破壊し、房室をブロックすることで完全房室ブロック犬 を作製した。
[0029] (実施例 2)
心房細動持続時間による薬物評価試験 1
この薬物評価試験 1には、前記実施例 1で作製された完全房室ブロック犬を使用し 、術後約 4〜6ヶ月を経過したモデルである。心房細動を人工的に誘発させる方法は 、前記完全房室ブロック犬を作製する場合と同様、完全房室ブロック犬にベントバル ピタールをゆっくり静注し（30mgZkg)、同時に気管に挿管して人工呼吸器から一 定量 (20mlZkg)の酸素又は大気を供給して人工呼吸させる。その状態で大腿静 脈カゝら電極カテーテルを心臓内に挿入し、洞結節を電気刺激する。この時の電気刺 激は、 60Vの電圧を、 60ms間隔で約 10秒間加えるものである。
[0030] 前記電気刺激によって心房細動が誘発されるので、その時の心房細動持続時間を 計測する。そして、心房細動が収まった直後にピルジカイ-ド（lmgZkg)を大腿静
脈内にゆっくり時間を掛けて投与し、投与後 15分、 30分、 45分、 60分後に再び電 気刺激を与えて心房細動を誘発させ、その時の心房細動持続時間を計測した。これ とは別に、前記ピルジカイ-ドの代わりにコントロールとして生理食塩水（lmlZkg)を 投与して同様の試験を行なった。
[0031] 上記試験結果を図 3に示す。この図の縦軸は心房細動の持続時間、横軸はピルジ カイ-ド又は生理食塩水の投与後の経過時間をそれぞれ示す。図 3 (a) (b)の試験 結果によれば、ピルジカイ-ド投与前の心房細動持続時間は約 2秒程度であったも のが、投与後 15分後には約 0. 2秒程度にまで短縮され、その後徐々に投与前の値 に戻る傾向が見られた。これに対して、生理食塩水を投与した場合の心房細動持続 時間は、ピルジカイ-ド投与の前後を問わずほとんど一定値を保っている。このことか ら、ピルジカイ二ドには心房細動を抑制する効果を持ち、また抑制効果が投与後すぐ に現われるとの評価ができる。
[0032] (実施例 3)
心房細動持続時間による薬物評価試験 2
この薬物評価試験 2にはラットを使用した。ラットに心房細動を人工的に誘発させる 方法は、上述した完全房室ブロック犬の場合と同様である、先ず、ラットにベントバル ピタールをゆっくり腹腔内投与し (50mgZkg)、同時に気管に挿管した人工呼吸器 力も一定量（lOmlZkg)の酸素又は大気を供給して呼吸を安定させる。この状態で 、電極カテーテルを食道に挿入し、食道から心房を電気刺激することで心房細動を 誘発させた。この時の電気刺激は、閾値の約 1. 5倍の電圧を 12ms間隔で約 30秒 間加えるものである。
[0033] 上記薬物評価試験 1と同様、電気刺激によって誘発されたラットの心房細動の持続 時間を計測する。そして、心房細動が収まった直後にピルジカイニド（lmgZkg)を 大腿静脈内にゆっくり時間を掛けて投与し、 10分、 20分、 30分、 60分後に再び電 気刺激を与えて心房細動を誘発させ、その時の心房細動持続時間を計測した。これ とは別に、前記ピルジカイ-ドの代わりにコントロールとして生理食塩水（lmlZkg)を 投与して同様の試験を行なった。
[0034] 上記試験結果を図 4に示す。この図の縦軸は心房細動の持続時間、横軸はピルジ
カイ-ド又は生理食塩水の投与後の経過時間をそれぞれ示す。図 4 (a) (b)の試験 結果によれば、前記薬物評価試験 1場合と同様の傾向が見られ、ピルジカイニド投 与前の心房細動持続時間は約 12秒間であったもの力 投与後 10分後には約 4秒間 にまで短縮され、その後徐々に投与前の値に戻る傾向が見られた。これに対して、生 理食塩水を投与した場合の心房細動持続時間は、ピルジカイ-ド投与の前後を問わ ずほとんど一定値を保っている。このことから、ラットを用いた心房細動モデルも、前 記完全房室ブロック犬と同様、ピルジカイ-ドの薬効を評価することができる。
[0035] (実施例 4)
心房細動誘発率による薬物評価試験
この薬物評価試験には、前記実施例 1で作製された完全房室ブロック犬を使用した
。また、電気刺激を与えて心房細動を人工的に誘発させる方法も実施例 1と同様で ある。この実施例 4では時間的間隔を置きながら電気刺激を 10回行い、そのなかで 何回心房細動を誘発したかを記録する。そして、心房細動が収まった直後にピルジ カイニド（lmgZkg)を大腿静脈内にゆっくり時間を掛けて投与し、投与後 15分、 30 分、 45分、 60分後に再び電気刺激を 10回与えて、その時に発生した心房細動を記 録する。これとは別に、前記ピルジカイ-ドの代わりにコントロールとして生理食塩水（ lml/kg)を投与して同様の試験を行なった。
[0036] 上記試験結果を図 5に示す。この図の縦軸は心房細動の誘発率、横軸はピルジカ ィ-ド又は生理食塩水の投与後の経過時間をそれぞれ示す。図 5 (a) (b)の試験結 果によれば、ピルジカイニド投与前の心房細動誘発率は約 8割であったもの力 投与 後 15分後には約 2割、 30分後は約 2. 5割、 60分後でも約 3割の誘発率であり、心房 細動誘発率の有意な低下が認められた。これに対して、生理食塩水を投与した場合 の心房細動誘発率は、ピルジカイ-ドを投与しても有意な低下は認められな力つた。 このことから、ピルジカイ-ドには心房細動の誘発を抑制する効果があり、その抑制 効果が投与後 1時間にわたって持続するとの薬効評価を完全房室ブロック犬によつ て行なうことができる。
[0037] (実施例 5)
前記実施例 3において、ラットに電気刺激を与えた時の心拍数、血圧及び心電図
の各指標である QT間隔「電気的心室脱再分極時間」、 PR間隔「房室伝導時間」、 Q RS幅「心室興奮時間」についての評価を行なった。電気刺激の条件、ピルジカイ-ド 投与量、投与後の計測経過時間は前記実施例 3と同様である。その結果を図 6、図 7 及び図 8にそれぞれ示す。図 6〜図 8において、縦軸はそれぞれ心拍数、血圧、 QT 間隔 · PR間隔 · QRS幅を示し、横軸は 、ずれもピルジカイ-ド投与後の経過時間を 示す。なお、この評価試験においても、ピルジカイ-ドの代わりに生理食塩水を投与 して同様の評価を行なった。
[0038] 上記試験結果を図 6〜図 8に示す。その結果によれば、心拍数及び血圧は、ピル ジカイ-ド投与後 10分後に僅かに低下した力 一過性のものであってその後は一定 している。一方、心電図の各指標（QT、 PR、 QRS)には時間経過による変化は認め られなかった。
産業上の利用可能性
[0039] 本発明によれば、心房細動の予防薬及び治療薬の薬効評価を簡易に行うことがで きる。また、新たに開発された薬に対する評価実験のみならず、長年に亘つて臨床で 使われている心房細動の予防薬や治療薬などの再評価実験にも応用することができ る。
Claims
請求の範囲
[I] ィヌの心臓内に電極カテーテルを挿入し、この電極カテーテルで房室結節を破壊し
、房室をブロックすることによって、心臓を肥大化させることを特徴とする心房細動モ デル動物の作製方法。
[2] 房室をブロックされた心房細動モデル動物の心臓内に電極カテーテルを挿入し、洞 結節又は心房中隔を電気刺激することによって心房細動を再現性をもって誘発させ る方法。
[3] 前記洞結節又は心房中隔への電気刺激が約 10秒以上行なわれる請求項 2記載の 心房細動を誘発させる方法。
[4] 前記心房細動モデル動物が完全房室ブロック犬である請求項 2記載の心房細動を 誘発させる方法。
[5] ラットに麻酔薬を投与し眠らせた状態で、心臓に刺激を与えて心房細動を誘発させる 方法。
[6] 前記麻酔薬がペントバルビタールである請求項 5記載の心房細動を誘発させる方法
[7] 前記眠らせた状態は、人工呼吸器を用いて呼吸が安定的に保持されている状態で ある請求項 5記載の心房細動を誘発させる方法。
[8] 前記心臓への刺激は、食道に挿入した電極カテーテルの電気刺激による請求項 5 記載の心房細動を誘発させる方法。
[9] 前記電気刺激が約 10秒以上、好ましくは約 30秒以上行なわれる請求項 8記載の心 房細動を誘発させる方法。
[10] 心房細動モデル動物を電気刺激して心房細動を誘発させた時の心房細動持続時間 を計測し、その心房細動が収まった直後に心房細動抑制剤を投与し、投与後所定時 間毎に再び同様の方法で心房細動を誘発させ、その時の心房細動継続時間を計測 して、心房細動抑制剤の投与前の心房細動持続時間と比較することを特徴とする心 房細動抑制剤の評価方法。
[II] 心房細動モデル動物を電気刺激した時に心房細動が誘発される頻度と、心房細動 抑制剤を投与した後、所定時間毎に再び同様の方法で心房細動が誘発される頻度
とを比較することを特徴とする心房細動抑制剤の評価方法。
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