(57)【要約】心臓刺激アセンブリは、送達部材（３０）から心臓の組織の所定の領域に延びるエネルギー放出器（５０）に結合されたエネルギー源（４６）を含む。放出器（５０）は、延長可能なあらかじめ整形された針を使用することなどによって、送達アセンブリからこの領域の組織に沿った固有な位置に延びるように構成される。この領域に所定量の伝導作用剤（１８）を送達し、エネルギー放出器（５０）で、この領域の刺激を高める。この作用剤は、例えばコネキシン４３などのコネキシンの産生を発現させる生細胞からなる注入可能な調製物とすることができ、このような産生を過剰発現させるように遺伝子操作し得る。この作用剤は、伝導性ポリマー、若しくは金属、またはこれらの組合せなどの非生物材料を含み得る。エネルギー放出器（５０）と伝導作用剤（１８）の組合せにより、この領域の刺激が高められる。この刺激アセンブリおよび伝導作用剤を心室間中隔に送達することにより、両心室中隔ペーシングを改善することができる。
2006506207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の心臓内の組織の所定の領域にエネルギーを付与して、前記領域を刺激するように構成された心臓刺激アセンブリと、
前記領域に送達され、そして、前記心臓刺激アセンブリによって付与された前記エネルギーで、前記領域の刺激を高めるように構成された所定量の伝導作用剤と
を備える心臓刺激装置。
【請求項２】
前記心臓刺激アセンブリは、
近位端部分、および、患者の心臓内の所定の位置に位置決めされるように構成された遠位端部分を有する送達部材と、
前記送達部材と協働する延長可能な複数の電極アセンブリであって、各々が、前記位置に置かれた前記送達部材から、前記領域の組織内の他の延長可能な複数の電極アセンブリに対して相対的に固有な位置に延びるように調整可能な刺激電極を有しているところの電極アセンブリと
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
延長可能な前記電極アセンブリの各々は、延長可能な針を備え、前記針は、前記送達アセンブリの前記遠位端部分から心臓組織内に延びるように調整可能であり、それによって、前記それぞれの刺激電極が前記固有な位置に位置決めされる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
延長可能な各電極アセンブリの前記刺激電極は、前記針と一体化されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
延長可能な各電極アセンブリの前記刺激電極は、前記それぞれの針から前記それぞれの固有な位置まで延びるように調整可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記針は湾曲形状を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記針は超弾性合金からなっている、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記針は形状記憶合金からなっている、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記針はニッケル−チタン合金からなっている、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
延長可能な前記電極アセンブリの各々は、内管腔を有する比較的柔軟な筒状体を備え、
各刺激電極が、延長可能な電極アセンブリの各々の前記筒状体に沿って配置され、
比較的柔軟な筒状体はそれぞれ、前記領域の組織を貫通して偏向操作され、それによって、前記それぞれの刺激電極が前記それぞれの固有な位置に配置されるように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
移動可能なスタイレットをさらに備え、前記スタイレットは、少なくとも１つの前記筒状ボディの前記内管腔の中で移動可能に係合され、それによって前記筒状ボディが、前記送達部材から延び、前記領域の組織を貫通して進むように調整され、その結果、前記それぞれの刺激電極が前記それぞれの固有な位置に位置決めされるように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記移動可能なスタイレットは、近位端部分および整形された遠位端部分を有し、前記遠位端部分は、前記筒状ボディの近位端で外部から前記近位端部分にトルクを与えることによって前記内管腔の中で回転可能であり、それによって、前記筒状ボディが偏向操作されて前記電極が配置される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
アンカーをさらに備え、前記アンカーは、前記送達部材から延長可能であり、前記位置で前記遠位端部分を固定するように構成され、それによって、延長可能な前記電極アセンブリアが、前記領域の組織に沿った前記それぞれの固有な位置で位置決めされるように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項１４】
前記アンカーは刺激電極を備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記送達部材の前記遠位端部分は遠位先端部を含み、別の刺激電極が、前記遠位先端部に配置される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記心臓刺激アセンブリは心臓ペースメーカを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記心臓ペースメーカは両心室心臓ペースメーカを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項１８】
前記心臓刺激アセンブリは心臓除細動器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記伝導作用剤は生細胞を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記生細胞は、筋芽細胞、線維芽細胞、または幹細胞の少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記生細胞は、前記領域の組織内の心臓細胞とのギャップ結合位置において、コネキシンを発現させるように構成される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記生細胞は、前記ギャップ結合位置において、コネキシン４３を発現させるように構成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記生細胞は、コネキシン４３の産生を過剰発現させるように遺伝子操作される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記伝導作用剤は、前記領域内で電気伝導を高めるように構成された伝導性の非生物材料からなる注入可能な調製物を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
前記伝導性の非生物材料は、伝導性金属からなる注入可能な調製物を含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記心臓刺激アセンブリは、位置決めされて前記領域内に電流を放出するように構成された少なくとも１つの電気リードを備え、
前記装置はさらに、前記領域の組織に前記少なくとも１つの電気リードおよび前記所定量の伝導作用剤を送達するように構成された送達アセンブリを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記送達部材は、中隔穿孔送達アセンブリを備え、前記中隔穿孔送達アセンブリは、少なくとも１つの中隔穿孔血管を経由して前記心臓刺激アセンブリを前記領域の組織に結合するように構成され、前記少なくとも１つの中隔穿孔血管を介して前記領域に前記所定量の伝導作用剤を送達するように構成される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記送達アセンブリは経心臓的な送達部材を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
エネルギー源、および前記エネルギー源に結合され、患者の心臓の刺激すべき領域に位置決めされるように構成されたエネルギー放出器を備えた心臓刺激アセンブリと、
前記エネルギー放出器からのエネルギーで、前記領域の刺激を高める手段と
を備える心臓刺激装置。
【請求項３０】
前記領域の刺激を高める前記手段は、前記領域に伝導作用剤を送達する手段を備える、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記領域に伝導作用剤を送達する前記手段は、前記領域内で、コネキシン、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を産生する手段を備える、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記領域内でコネキシンを産生する前記手段は、前記領域内で、コネキシン４３、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を産生する手段を含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
コネキシン４３を産生する前記手段は、
コネキシン４３、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を過剰発現させる細胞を遺伝子操作する手段と、
前記遺伝子操作された細胞によって、前記領域内でコネキシン４３を産生する手段とを含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記心臓刺激アセンブリによって前記心臓の中隔を刺激する手段と、刺激を高める手段とをさらに備える、請求項２９に記載の装置。
【請求項３５】
前記中隔を刺激する前記手段は、前記中隔から前記心臓をペーシングする手段を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記中隔から前記心臓をペーシングする前記手段は、前記中隔から両心室ペーシングを提供する手段を備える、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記中隔を刺激する前記手段は、前記中隔を介して前記心臓の細動を止める手段を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記中隔を刺激する前記手段は、少なくとも１つの中隔穿孔血管を経由して前記中隔を刺激する手段を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３９】
伝導作用剤供給源、および前記供給源から患者の心臓の所定の領域に所定量の伝導作用剤を送達するように構成された送達アセンブリを含む伝導作用剤送達装置と、
前記領域の少なくとも一部にエネルギーを送達する手段とを備え、
前記所定量の伝導作用剤は、前記エネルギー送達手段からの前記エネルギーで、前記領域の刺激を高めるように構成される心臓刺激装置。
【請求項４０】
前記領域にエネルギーを付与する前記手段は、前記領域に刺激電極を送達する手段を備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記領域に前記刺激電極を送達する前記手段は、前記領域に隣接する心室腔内の所定の位置の送達カテーテルから前記領域に前記刺激電極を延ばす手段を備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記刺激電極を延ばす前記手段は、前記領域に隣接する前記カテーテルの遠位端部分の長手方向軸の軸外の所定の位置に前記刺激電極を位置決めする手段を備える、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記領域に刺激電極を送達する前記手段は、前記領域に複数の刺激電極を送達する手段を備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項４４】
前記領域に刺激電極を送達する前記手段は、前記各刺激電極を前記領域内の他の刺激電極に対して相対的に固有なそれぞれの位置に位置決めする手段を備える、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記各刺激電極を位置決めする前記手段は、送達部材から複数の電極部材を延ばす手段を備える、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記領域に刺激電極を送達する前記手段は、中隔穿孔血管内に前記刺激電極を送達する手段を備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項４７】
前記領域にエネルギーを付与する前記手段は、前記領域から前記心臓をペーシングする手段を備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項４８】
前記領域から前記心臓をペーシングする前記手段は、中隔から前記心臓の両心室ペーシングを提供する手段を備える、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
近位端部分、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分、および前記遠位端部分に沿って少なくとも部分的に延びる送達管腔を有する細長いボディと、
前記患者の前記心臓内の組織の所定の領域にエネルギーを付与する手段と、
エネルギーを付与する前記手段から付与されたエネルギーで、前記領域の組織の刺激を高める手段とを備え、
エネルギーを付与する前記手段および刺激を高める前記手段は、前記細長いボディと協働するように構成される心臓刺激アセンブリ。
【請求項５０】
前記領域にエネルギーを付与する前記手段は、前記領域に刺激電極を送達する手段を備える、請求項４９に記載のアセンブリ。
【請求項５１】
前記領域に前記刺激電極を送達する前記手段は、前記領域に隣接する心室腔内の所定の位置の送達カテーテルから前記領域に前記刺激電極を延ばす手段を備える、請求項５０に記載のアセンブリ。
【請求項５２】
前記刺激電極を延ばす前記手段は、前記領域に隣接する前記カテーテルの遠位端部分の長手方向軸の軸外の所定の位置に前記刺激電極を位置決めする手段を備える、請求項５１に記載のアセンブリ。
【請求項５３】
前記領域に刺激電極を送達する前記手段は、前記領域に刺激電極を送達する手段を備える、請求項４９に記載のアセンブリ。
【請求項５４】
前記領域に刺激電極を送達する前記手段は、前記各刺激電極を前記領域内の他の刺激電極に対して相対的に固有なそれぞれの位置に位置決めする手段を備える、請求項５３に記載のアセンブリ。
【請求項５５】
前記各刺激電極を位置決めする前記手段は、送達部材から複数の電極部材を延ばす手段を備える、請求項５４に記載のアセンブリ。
【請求項５６】
前記領域に刺激電極を送達する前記手段は、中隔穿孔血管内に前記刺激電極を送達する手段を備える、請求項４９に記載のアセンブリ。
【請求項５７】
前記領域にエネルギーを付与する前記手段は、前記領域から前記心臓をペーシングする手段を備える、請求項４９に記載のアセンブリ。
【請求項５８】
前記領域から前記心臓をペーシングする前記手段は、中隔から前記心臓の両心室ペーシングを提供する手段を備える、請求項５７に記載のアセンブリ。
【請求項５９】
前記領域の刺激を高める前記手段は、前記領域に伝導作用剤を送達する手段を備える、請求項４９に記載のアセンブリ。
【請求項６０】
前記領域に伝導作用剤を送達する前記手段は、前記領域内で、コネキシン、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を産生する手段を備える、請求項５９に記載のアセンブリ。
【請求項６１】
前記領域内でコネキシンを産生する前記手段は、前記領域内で、コネキシン４３、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を産生する手段を含む、請求項６０に記載のアセンブリ。
【請求項６２】
コネキシン４３を産生する前記手段は、
コネキシン４３、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を過剰発現させる細胞を遺伝子操作する手段と、
前記遺伝子操作された細胞によって、前記領域内でコネキシン４３を産生する手段とを含む、請求項６１に記載のアセンブリ。
【請求項６３】
前記心臓刺激アセンブリによって前記心臓の中隔を刺激する手段と、刺激を高める手段とをさらに備える、請求項４９に記載のアセンブリ。
【請求項６４】
近位端部分、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分、および前記遠位端部分に沿って少なくとも部分的に延びる管腔を有する細長いボディと、
前記細長いボディに結合され、前記遠位端部分が前記位置にあるときに、前記遠位端部分から前記心臓内の組織の所定の領域に延びるように調整可能なエネルギー放出器、および前記エネルギー放出器が第２位置にあるときに、前記エネルギー放出器に結合され、かつ前記近位端部分に沿ってエネルギー源にも結合されるように構成されたエネルギーリードを有するエネルギー付与アセンブリと、
前記管腔に結合され、前記遠位端部分が前記位置にあり、前記エネルギー放出器が前記第２位置にあるときに、前記管腔を通って前記領域の組織に送達されるように構成された所定量の伝導作用剤と
を備える心臓刺激アセンブリ。
【請求項６５】
前記エネルギー放出器は刺激電極を備える、請求項６４に記載のアセンブリ。
【請求項６６】
前記エネルギー付与アセンブリは、前記細長いボディに結合された延長可能な電極アセンブリを備え、前記電極アセンブリはそれぞれ、前記位置の前記細長いボディから、前記領域の組織内の他の延長可能な電極アセンブリに対して相対的に固有な位置に延びるように調整可能な刺激電極を含む、請求項６４に記載のアセンブリ。
【請求項６７】
延長可能な前記電極アセンブリはそれぞれ、延長可能な針を備え、前記針は、前記細長いボディの前記遠位端部分から心臓組織内に延びるように調整可能であり、それによって、前記それぞれの刺激電極が前記固有な位置に位置決めされる、請求項６６に記載のアセンブリ。
【請求項６８】
延長可能な各電極アセンブリの前記刺激電極は、前記針と一体化される、請求項６７に記載のアセンブリ。
【請求項６９】
延長可能な各電極アセンブリの前記刺激電極は、前記それぞれの針から前記それぞれの固有な位置まで延びるように調整可能である、請求項６７に記載のアセンブリ。
【請求項７０】
少なくとも１つの前記延長可能な電極アセンブリの前記針は、湾曲形状を有する、請求項６７に記載のアセンブリ。
【請求項７１】
少なくとも１つの前記電極アセンブリの前記針は、超弾性合金からなっている、請求項６７に記載のアセンブリ。
【請求項７２】
少なくとも１つの前記電極アセンブリの前記針は、形状記憶合金からなっている、請求項６７に記載のアセンブリ。
【請求項７３】
少なくとも１つの前記電極アセンブリの前記針は、ニッケル−チタン合金からなっている、請求項６７に記載のアセンブリ。
【請求項７４】
延長可能な前記電極アセンブリはそれぞれ、内管腔を有する比較的柔軟な筒状体を備え、
各刺激電極は、前記それぞれの延長可能な電極アセンブリの前記筒状体に沿って配置され、
比較的柔軟な筒状体はそれぞれ、前記領域の組織を貫通して偏向操作され、それによって、前記それぞれの刺激電極が前記それぞれの固有な位置に配置されるように構成される、請求項６６に記載のアセンブリ。
【請求項７５】
移動可能なスタイレットをさらに備え、前記スタイレットは、少なくとも１つの前記筒状ボディの前記内管腔の中で移動可能に係合され、それによって前記筒状ボディが、前記細長いボディの前記遠位端部分から延び、前記領域の組織を貫通して進むように調整され、その結果、前記それぞれの刺激電極が前記それぞれの固有な位置に位置決めされるように構成される、請求項７４に記載のアセンブリ。
【請求項７６】
前記移動可能なスタイレットは、近位端部分および整形された遠位端部分を有し、前記遠位端部分は、前記筒状ボディの近位端で外部から前記近位端部分にトルクを与えることによって前記内管腔の中で回転可能であり、それによって、前記筒状ボディが偏向操作されて前記電極が配置される、請求項７５に記載のアセンブリ。
【請求項７７】
アンカーをさらに備え、前記アンカーは、前記細長いボディから延長可能であり、前記位置で前記遠位端部分を固定するように構成され、それによって、前記延長可能な電極アセンブリが、前記領域の組織に沿った前記それぞれの固有な位置で位置決めされるように構成される、請求項６６に記載のアセンブリ。
【請求項７８】
前記アンカーは刺激電極を備える、請求項７７に記載のアセンブリ。
【請求項７９】
前記細長いボディの前記遠位端部分は遠位先端部を含み、別の刺激電極が、前記遠位先端部に配置される、請求項７８に記載のアセンブリ。
【請求項８０】
前記心臓刺激アセンブリは心臓ペースメーカを含む、請求項６４に記載のアセンブリ。
【請求項８１】
前記心臓ペースメーカは両心室心臓ペースメーカを含む、請求項８０に記載のアセンブリ。
【請求項８２】
前記心臓刺激アセンブリは心臓除細動器を含む、請求項６４に記載のアセンブリ。
【請求項８３】
前記伝導作用剤は生細胞を含む、請求項６４に記載のアセンブリ。
【請求項８４】
前記生細胞は、筋芽細胞、線維芽細胞、または幹細胞の少なくとも１つを含む、請求項８３に記載のアセンブリ。
【請求項８５】
前記生細胞は、前記領域の組織内の心臓細胞とのギャップ結合位置において、コネキシンを発現させるように構成される、請求項８３に記載のアセンブリ。
【請求項８６】
前記生細胞は、前記ギャップ結合位置において、コネキシン４３を発現させるように構成される、請求項８５に記載のアセンブリ。
【請求項８７】
前記生細胞は、コネキシン４３の産生を過剰発現させるように遺伝子操作される、請求項８６に記載のアセンブリ。
【請求項８８】
前記伝導作用剤は、前記領域内で電気伝導を高めるように構成された伝導性の非生物材料からなる注入可能な調製物を含む、請求項６４に記載のアセンブリ。
【請求項８９】
前記伝導性の非生物材料は、伝導性金属からなる注入可能な調製物を含む、請求項８８に記載のアセンブリ。
【請求項９０】
近位端部分、遠位端部分、および前記遠位端部分に沿った心臓刺激電極を備えた細長いボディを有する心臓刺激装置と、
コネキシン４３を発現させるように構成された所定量の細胞とを備え、
前記心臓刺激装置および所定量の細胞は、協働して患者の心臓内の組織の所定の領域を刺激するように構成される、心臓刺激装置。
【請求項９１】
前記心臓刺激電極は、前記遠位端部分が所定の位置にあるときに、前記遠位端部分から前記心臓内の組織の所定の領域に延びるように調整可能である、請求項９０に記載の装置。
【請求項９２】
前記心臓刺激装置はさらに、前記心臓刺激電極を備え、前記刺激電極はそれぞれ、前記遠位端部分が前記領域に関係する前記心臓内の所定の位置に位置決めされるときに、前記細長いボディから、前記領域の組織内の他の心臓刺激電極に対して相対的に固有な位置に延びるように調整可能である、請求項９１に記載の装置。
【請求項９３】
前記所定量の細胞は、コネキシン４３の産生を過剰発現させるように遺伝子操作される、請求項９０に記載の装置。
【請求項９４】
近位端部分、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分、および前記遠位端部分に沿って少なくとも部分的に延びる管腔を有する細長いボディと、
前記細長いボディに結合され、前記遠位端部分が前記位置にあるときに、前記遠位端部分から前記心臓内の組織の所定の領域に延びるように調整可能なエネルギー放出器、および前記エネルギー放出器が第２位置にあるときに、前記エネルギー放出器に結合され、かつ前記近位端部分に沿ってエネルギー源にも結合されるように構成されたエネルギーリードを有するエネルギー付与アセンブリと、
前記管腔に結合され、前記遠位端部分が前記位置にあり、前記エネルギー放出器が前記第２位置にあるときに、少なくとも部分的に前記管腔を通って前記領域の組織に送達されるように構成された所定量の伝導作用剤と
を備える心臓刺激アセンブリ。
【請求項９５】
前記エネルギー放出器は心臓刺激電極を備える、請求項９４に記載のアセンブリ。
【請求項９６】
前記エネルギー付与アセンブリはさらに、前記心臓刺激電極を備え、前記刺激電極はそれぞれ、前記遠位端部分が前記位置に位置決めされるときに、前記細長いボディから、前記領域の組織内の他の心臓刺激電極に対して相対的に固有な位置に延びるように調整可能である、請求項９５に記載のアセンブリ。
【請求項９７】
前記所定量の伝導作用剤は生細胞を含む、請求項９４に記載のアセンブリ。
【請求項９８】
前記生細胞は、前記領域内の心臓細胞とのギャップ結合位置において、コネキシンを発現させるように構成される、請求項９７に記載のアセンブリ。
【請求項９９】
前記生細胞は、前記ギャップ結合位置において、コネキシン４３の産生を発現させるように構成される、請求項９８に記載のアセンブリ。
【請求項１００】
前記細胞は、コネキシン４３の産生を過剰発現させるように遺伝子操作される、請求項９９に記載のアセンブリ。
【請求項１０１】
近位端部分、および患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分を有する細長いボディと、
複数のエネルギー放出器を有するエネルギー付与アセンブリと
を備える心臓刺激アセンブリであって、
各エネルギー放出器は、前記細長いボディに結合され、前記遠位端部分が前記位置にあるときに、前記遠位端部分から、前記心臓内の組織の所定の領域内の他のエネルギー放出器に対して相対的に固有なそれぞれの位置に延びるように調整可能であり、各エネルギー放出器は、前記それぞれのエネルギー放出器が前記領域の組織内の第２位置にあるときに、エネルギー源に結合するように構成され、
更に、前記心臓内の前記位置に前記遠位端部分を固定するように構成されたアンカーを備えるところの心臓刺激アセンブリ。
【請求項１０２】
近位端部分、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分、および前記遠位端部分に沿って少なくとも部分的に延びる送達管腔を有する細長いボディと、
複数のエネルギー放出器を有するエネルギー付与アセンブリと
を備える心臓刺激アセンブリであって、
各エネルギー放出器は、前記細長いボディに結合され、前記遠位端部分が前記位置にあるときに、前記遠位端部分から、前記心臓内の組織の所定の領域内の他のエネルギー放出器に対して相対的に固有なそれぞれの位置に延びるように調整可能であり、各エネルギー放出器は、前記それぞれのエネルギー放出器が第２位置にあるときに、前記近位端部分を介してエネルギー源に結合するように構成され、
更に、前記各エネルギー放出器に結合され、かつ各エネルギー放出器を活動化させてエネルギーが前記領域の組織内に放出されるように構成された心臓刺激エネルギー源を備え、前記領域の組織内のそれぞれの固有な位置にある前記エネルギー放出器は、前記領域の組織を刺激するように構成される心臓刺激アセンブリ。
【請求項１０３】
近位端部分、遠位端部分、および前記遠位端部分に沿って少なくとも部分的に配置された通路を有する細長いボディと、
遠位先端部および内管腔を備えたシャンクを有する針と、
エネルギー源に結合するように構成されたエネルギー放出器と
を備える心臓刺激装置であって、
前記細長いボディの前記遠位端部分は、患者の心臓内の所定の位置に位置決めされるように構成され、
前記針は、前記通路に結合するように構成され、かつ、前記遠位端部分が前記位置にあるときに、前記通路内に少なくとも部分的に位置する第１位置と、前記通路から少なくとも部分的に延びて前記心臓内の組織の所定の領域内に入る第２位置との間で調整可能であり、
前記エネルギー放出器は、前記針の前記内管腔に結合され、前記針から前記領域の組織内に延びるように調整可能である
ことを特徴とする装置。
【請求項１０４】
刺激電極を備え、前記刺激電極はそれぞれ、患者の心臓の心室内中隔の中の他の刺激電極に対して相対的に固有な位置に位置決めされるように構成され、それによって、前記位置決めされた電極は、前記中隔内の組織の所定の領域を画定するパターンを形成するように構成され、
前記パターンおよびそれによって画定される領域は、前記中隔の少なくとも１／３を刺激するように構成される両心室心臓刺激装置。
【請求項１０５】
両心室心臓刺激エネルギー源と、
近位端部分、および延長可能な心臓刺激電極を備えた遠位端部分を有する細長いボディを含む中隔刺激装置とを備え、
前記遠位端部分は、患者の心臓内の心室中隔に関連する位置に位置決めされるように構成され、
前記延長可能な心臓刺激電極はそれぞれ、前記遠位端部分から延びて、前記心室中隔内の組織の所定の領域内の他の延長可能な心臓刺激電極に対して相対的に固有なそれぞれの位置に位置決めされるように調整可能であり、
前記延長可能な刺激電極はそれぞれ、前記両心室心臓刺激エネルギー源に結合されるように構成され、
前記細長いボディの前記遠位端部分を前記位置に位置決めし、前記延長可能な各心臓刺激電極を前記領域の組織内のそれぞれ固有な各位置に位置決めし、延長可能な各心臓刺激電極を前記両心室心臓刺激エネルギー源に結合することによって、前記電極は、前記エネルギー源によって電極の各々を活動化させて、前記領域内の各電極のそれぞれ固有な位置から電流を放出させることによって、前記領域の組織を実質的に刺激するように構成される心臓刺激装置。
【請求項１０６】
心臓刺激アセンブリを提供し、
伝導作用剤送達装置を提供し、
前記心臓刺激装置によって前記心臓の刺激すべき前記領域に関連する位置にエネルギーを付与し、
前記伝導作用剤送達装置から前記心臓の前記領域に所定量の伝導作用剤を送達することを含む、患者の心臓の所定の領域を刺激する方法であって、
前記所定量の伝導作用剤は、前記位置に付与される前記エネルギーで、前記心臓の前記領域の刺激を高める
ことを特徴とする方法。
【請求項１０７】
心臓刺激電極を提供し、
前記心臓の心室内中隔の一部に押し付けて送達部材の遠位端部分を位置決めし、
各心臓刺激電極が、前記心室内中隔の組織の所定の領域内の他の心臓刺激電極に対して相対的に固有な位置に位置決めされるように、前記送達部材の前記遠位端部分から前記心室内中隔の中に前記心臓刺激電極を延ばすことを含む、
患者の心臓に両心室刺激を与える方法。
【請求項１０８】
近位端部分、心室内の所定の位置に位置決めされるように構成された遠位端部分、前記遠位端部分が前記位置にあるときに、心臓の中隔の組織の所定の領域に電気的に結合されるように、前記遠位端部分に沿った位置に配置される刺激電極、および少なくとも前記遠位端部分に沿って延びる通路を備えた細長いボディを有する両心室刺激装置を提供し、
前記両心室刺激装置の前記通路内に所定量の細胞を供給すること
を含む、患者の心臓に両心室刺激を与える両心室心臓刺激装置を製造する方法であって、
前記細胞は、コネキシン４３、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を過剰発現させるように構成される
ことを特徴とする方法。
【請求項１０９】
近位端部分、心臓内の所定の位置に位置決めされるように構成された遠位端部分、延長可能な心臓刺激電極であって、各心臓刺激電極が、前記位置の前記遠位端部分から延びて、前記心臓内の組織の所定の領域内の他の延長可能な心臓刺激電極に対して相対的に固有な位置に位置決めされるように構成された心臓刺激電極、および少なくとも前記遠位端部分に沿って延びる通路を備えた細長いボディを有する心臓刺激装置を提供し、
前記通路内に所定量の細胞を供給すること
を含む、患者の心臓に心臓刺激を与える心臓刺激装置を製造する方法であって、
前記細胞は、前記領域の組織の、前記延長可能な電極からの電気的な刺激を高めるように構成されることを特徴とする方法。
【請求項１１０】
心臓の心室内中隔の中の少なくとも１つの中隔穿孔血管内に少なくとも１つの心臓刺激電極を送達し、
前記中隔穿孔血管に関連する前記中隔内の組織の所定の領域に所定量の伝導作用剤を送達し、
前記領域内に前記所定量の伝導作用剤が送達された後で、前記少なくとも１つの心臓刺激電極によって前記領域の組織を刺激すること
を含む、患者の心臓内の中隔の所定の領域を刺激する方法。
【請求項１１１】
中隔の少なくとも１／４を含む領域の組織を人為的に刺激すること
を含む、患者の心臓に両心室刺激を与える方法。
【請求項１１２】
コネキシン４３、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を過剰発現させるように構成された所定量の細胞を前記領域に送達し、
前記領域に電気的な刺激を与えること
を含む、患者の心臓の所定の領域を刺激する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の心臓を刺激する装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、刺激器を使用する刺激装置アセンブリおよび方法であり、この刺激器は、心臓の刺激すべき領域に注入する伝導作用剤に結合された植込み可能な放出器に結合される。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、参照により全体を本明細書に組み込む２００２年１１月１６日出願の米国仮出願第６０／４２６，８４０号の優先権を主張する２００３年２月２４日出願の米国出願第１０／３７４，８９９号の継続出願である。
【０００３】
心臓機能に影響を及ぼすために心臓組織にエネルギーを結合する様々な医用装置装置および方法が開示されている。極めて多くのこのような装置および方法が、例えば、細動、頻脈、徐脈その他の不整脈を含めて、様々なタイプの心不整脈を処置する特定の目的のために開示されている。
【０００４】
以前に開示された、心臓組織にエネルギーを結合する多くの異なる装置および方法の間でも、用いられるエネルギー結合のタイプは様々に異なるものであった。
【０００５】
心不整脈を処置する際に長年にわたって大きな影響を与えてきた１つのタイプのエネルギー結合では、心臓内で、または心臓の周りでエネルギー放出器を使用して、心臓組織の標的領域にエネルギーを付与する。以前に開示されたこのタイプのエネルギー付与装置および方法の様々な実施例は、以下に示す放出器を使用する装置である。すなわち、電気エネルギー放出器、例えば、ＲＦ（無線周波数）電流などの直流または交流を提供する電極、音波エネルギー（例えば、超音波）を提供する結晶またはトランスデューサなどの放出器、光（例えば、レーザ）を提供する光ファイバ、レンズその他の光放出素子（例えば、レーザダイオード）などの放出器、またはマイクロ波結合（例えば、誘導）を使用するエネルギー放出器である。
【０００６】
ある種の心不整脈を処置するために研究されてきた別のタイプのエネルギー結合は、組織の温度をあるレベルに下げるためのものである低体温装置または極低温装置を含む。一般に、これらの装置は、冷却されて（周囲の体温に対して相対的に）低温になる領域を含み、それによって周囲の組織から熱を奪い、その温度を下げる。この熱伝達を十分なレベルで実現することによって、一時的または恒久的に、罹患した組織の構造または機能を意図的に変化させる。このような低体温結合が、周囲の組織から熱エネルギーを奪って、その組織を冷却することに関係する限り、このような装置はエネルギー結合装置とみなされる。
【０００７】
心臓処置用の様々な異なるエネルギー結合装置の設計および特徴も様々であり、意図した異なる結果が実現されるようにこの種の装置が構成されている。
【０００８】
例えば、本明細書で概略的に「切除装置」と称するある種のこのような装置および方法は、心臓組織に十分なエネルギーを結合してその組織を切除するように具体的に構成される。このような切除は、例えば、不整脈の病巣の原因をなくすか、または、伝導ブロックを形成して、不整脈の原因となる心臓網状組織内の有害な伝導経路をなくすために実施することがある。
【０００９】
閉塞した管腔および血管を再開通させるためなど、患者の体内にある組織その他の材料を貫通する通路を形成するための他の切除装置も開示されている。
【００１０】
以前に開示された、エネルギー結合を利用する心臓処置装置の他の実施例は、心臓組織を切除するのではなく、心臓組織を刺激するように具体的に構成される。様々なタイプのこれらの心臓刺激装置の例には、心臓組織にエネルギーを結合して不整脈を誘発し、それによって、心臓を通して心臓伝導を診断するように構成された装置、心サイクルを人為的にペーシングして不整脈を治療するように構成されたペースメーカアセンブリおよび方法、ならびに心臓にショックをかけて不整脈から脱し、洞調律に戻す除細動器アセンブリおよび方法が含まれる。
【００１１】
心臓伝導サイクルは直接かつ密接に心臓組織を通る電気伝導に関係するので、以前に開示された、誘発、ペーシング、または除細動用の心臓刺激装置は概略的に、刺激すべき組織に固定または押し付けて配置された電極リードまたはカテーテルから電気エネルギーを付与する電気的な結合装置である。ペースメーカおよび除細動器の各アセンブリは、それぞれ急性または慢性の調律管理の個々の必要に応じて、一時的または恒久的な使用法のいずれか一方に構成させるのに適した様々な（ある面では、相互に排他的な）設計によって構成される。
【００１２】
一般に、恒久的なペースメーカ装置は、概略的に「ペースメーカリード」と呼ぶ電気リードに結合されたペースメーカを備えたペースメーカアセンブリを含む。植込み可能な、または恒久的なペースメーカは一般に、電流エネルギー源（例えば、電池）などの電源を含む。この電源は、電気リードの一端に電気的に結合される。電気リードの他端は、通常は、針、ねじ、スプライン、グラスパなどのアンカーを使用することによって、刺激すべき心臓組織に結合される。このアンカーは、電極式電流放出器自体とし得る。
【００１３】
近年、心臓組織構造の細胞構成を改変して、このような改変された構造における心臓の伝導または機能を高めることにますます多くの興味、研究、および開発が向けられている。
【００１４】
ある種のこのような努力が、伝導性かつ収縮性の筋肉細胞を、壊死区域などの収縮が損なわれた心臓の領域に送達することに向けられてきた。これらの努力は、このような区域の心臓機能を高めるためのものである。送達されるこのような細胞は、例えば、患者自身の細胞の培養物から準備することができる。これらの細胞は、例えば心臓細胞とし得るが、骨格細胞、線維芽細胞、または幹細胞とすることもできる。これら送達される細胞は、これらの細胞の収縮機能または伝導性を高めるように改変することもできる。この改変には、１つ（または複数）のある種の因子の発現を高めること、例えば、心臓信号伝達を高めることが知られているタンパク質であるコネキシン４３の発現を高めることが含まれる。
【００１５】
コネキシンは、ギャップ結合のコネクソン中に見られるものである。ギャップ結合は、無機イオンおよびセカンドメッセンジャーを含めて、分子の細胞間の通過を調節し、それによって、ギャップ結合を介して細胞の電気的な結合を実現する。コネキシンタンパク質は、細胞の電気的な結合に関与する主要なギャップ結合タンパク質である。例えば、コネキシン４３は、心室心筋中の主要なギャップ結合タンパク質であり、ギャップ結合による細胞間コミュニケーションを司る。本明細書で「Ｃｘ４３」と略記するコネキシン４３は、ギャップ結合および電気機械的な結合に関連する構造的、調節的、または生化学的な機能を有するタンパク質である。コネキシンは、タンパク質ファミリーの全体である。心臓の様々な部分に特異的なコネキシンが存在する。心臓の活性化に関連して指定された心臓組織領域に作用剤を送達する本発明の態様に有用なＣｘ４３の例は、ヒトＣｘ４３（遺伝子バンク受託番号  ＸＰ＿０２７４６０、ＸＰ＿０２７４５９、ＸＰ＿００４１２１、Ｐ１７３０２、ＡＡＤ３７８０２、Ａ３５８５３、ＮＰ＿０００１５６、およびＡＡＡ５２１３１）、マウスＣｘ４３（遺伝子バンク受託番号  Ｐ２３２４２、Ｐ１８２４６、Ａ３９８０２、Ａ３６６２３、ＮＰ＿０３４４１８、ＣＡＡ４４６４０）などのポリペプチド配列であり、ラットＣｘ４３の配列の例が、遺伝子バンク受託番号  Ｐ０８０５０、Ｓ００５３２、ＮＰ＿０３６６９９、ＡＡＡ７５１９４、および１４０４３３９Ａに見られる。心臓血管系のコネキシンファミリーは、Ｃｘ３７、Ｃｘ４０、Ｃｘ４３、Ｃｘ４５を含む。
【００１６】
本明細書で、心臓伝導、信号伝達、またはそれ以外の心臓組織を介した「伝導」を様々に参照するが、これは全体的に、ギャップ結合を含めて細胞組織を通る得られた収縮波に関係する伝播を意味することを意図している。
【００１７】
標的心臓組織構造内に存在する細胞内に、ｉｎ−ｖｉｖｏで細胞機能を改変する作用剤を局所的に送達することについて、他の実施例が開示されている。この改変は、細胞内の遺伝材料を変化させて伝導／収縮を強化することなどによって、例えば、意図する効果を引き起こすある種の化合物または作用剤（例えば、Ｃｘ４３その他のこのような化合物を発現または過剰発現させるＤＮＡ材料）の細胞レベルでの発現を高めることによって行われる。
【００１８】
さらに、ペースメーカまたは除細動器などの心臓刺激装置と、細胞治療、遺伝子治療、組織工学の他の様式などの伝導作用剤、または伝導性ポリマー、金属、またはそれらの組合せ（注入可能な溶液または懸濁液、例えば、金、伝導性「ダスト」など）などの他の伝導作用剤の送達とを組み合わせて、心臓組織構造のペーシングまたは除細動などの人為的な刺激を大きく高める装置または処置方法が開発されている。
【００１９】
近年、新製品の開発研究に関してますます注目および興味を集めている領域は両心室中隔ペーシングであり、具体的には、束ブロック（例えば、ヒス束）およびうっ血性心不全の複雑で危険な状態を治療する手段として意図されている。通常の心室の電気的な活性化は、概ね以下のように進む。洞結節から電気インパルスが開始されて心房の活性化につながり、それがＡＶ結節を通過し、その後、心室が活性化される。この心室活性化段階は、（典型的には記載された順序で）以下のイベントを含む。
Ａ）中隔に入る位置が中隔の左側では右側よりも高いヒス束の枝による左中隔の活性化
Ｂ）ＲＶの初期脱分極後の頂部脱分極（ＲＶは薄いので、ＲＶの脱分極は急激に起こる）。
Ｃ）左心室の側壁の脱分極
Ｄ）基部の後期ＬＶ脱分極
様々な異なる疾患状態または異常状態が、心サイクルのこの心室活性化段階に影響を及ぼし得る。特に問題となる１つのこのような例は、「ＬＢＢＢ」（左脚ブロック）と呼ばれるものである。ＬＢＢＢは、心室脱分極経路全体を変化させる。脱分極は、中隔の右側から始まり、ＬＶの左前部に向かって進展する。次いで、頂部脱分極が起こる。
【００２０】
両心室ペーシング装置および方法が開示されており、これらは概略的には、ペーシングリードで、典型的には左側（例えば、左心室）ペーシングリードでＬＶを活性化させることによってＬＶの収縮性を再同期させるためのものである。
【００２１】
本発明に関係する追加の背景を提供する装置、装置、および方法の別の実施例が、Ｌｉｎｄｅｍａｎｓ他の米国特許出願公開第２００２／００３５３８８号、およびＢｅｎ−Ｈａｉｍの第２００２／００８７０８９号に様々な形で開示されている。他のこのような実施例が、Ｍｏｎｅｙの米国特許第４，３９９，８１８号、Ｋｉｎｇの第５，１０３，８２１号、Ｂｕｓｈ他の第５，６８３，４４７号、Ｓａｌｏ他の第５，７２８，１４０号、Ｌｅｅ他の６，０５９，７２６号、Ｐａｎｅｓｃｕ他の第６，１０１，４１０号、Ｍａａｒｓｅの第６，１２８，５３５号、Ｓｏｙｋａｎ他の第６，１５１，５２５号、およびＭａｒｋｏｗｉｔｚ他の第６，２３８，４２９号に様々な形で開示されている。さらに他の実施例が、ＫｉｎｇのＰＣＴ特許出願公開ＷＯ  ９０／１０４７１号、Ｓｔｏｋｅｓ他のＷＯ  ９８／０２１５０号、Ｐａｎｅｓｃｕ他のＷＯ  ９８／２８０３９号、ＳｅｎのＷＯ  ００／５９３７５号、ＦｉｅｌｄのＷＯ  ０１／６８８１４号、ＬｅｅのＷＯ  ０２／２２２０６号、およびＩｄｅｋｅｒ他のＷＯ  ０２／０５１４９５号に開示されている。この段落に列挙されているこれらすべての参照文献の開示全体を、参照により本明細書に組み込む。
【００２２】
改善された心臓刺激装置および方法が依然として求められている。
【００２３】
心臓刺激中に心臓組織構造内での伝導を改善することも依然として求められている。
【００２４】
特に、両心室中隔刺激装置および方法、例えば、人為的な心臓刺激を伝導作用剤の送達と組み合わせて提供し、それによって刺激効果を高める両心室ペーシングが依然として求められている。
【００２５】
特に、中隔組織のかなりの領域を捕捉して、例えば、複数の左脚ブロックが存在する状況で両心室ペーシングを提供し得る中隔刺激装置および方法も依然として求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明の１つの目的は、ペースメーカまたは除細動器などの心臓刺激装置からの刺激に対する心臓組織の応答に影響を及ぼすことである。
【００２７】
本発明の別の目的は、患者の心臓内の心臓組織の所定の領域内での収縮性または伝導に影響を及ぼすことである。
【００２８】
本発明の別の目的は、患者の心臓内での心室中隔機能に影響を及ぼすことである。
【００２９】
本発明の別の目的は、心臓の収縮または伝導に影響を及ぼす心臓刺激リードおよび／または作用剤の心室中隔への送達を改善することである。
【００３０】
本発明の別の目的は、患者の心臓に心臓刺激を与えることである。
【００３１】
本発明の別の目的は、患者の心室中隔に心臓刺激を与えることである。
【００３２】
本発明の別の目的は、患者の心臓をペーシングすることである。
【００３３】
本発明の別の目的は、患者の心臓の細動を止めることである。
【００３４】
本発明の別の目的は、患者の心臓の両心室ペーシングまたは除細動を実現することである。
【００３５】
本発明の別の目的は、心臓刺激中にエネルギーを付与し、付与されたエネルギーに対する組織の応答を改善することである。
【００３６】
本発明の別の目的は、患者の心臓内の心臓組織の所定の領域に細胞を送達することである。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
したがって、本発明の一態様は、心臓刺激装置アセンブリおよび作用剤送達アセンブリを備えた心臓刺激装置である。この心臓刺激装置アセンブリは、心臓刺激装置およびエネルギー放出器を備える。この心臓刺激装置は、エネルギー源を備え、このエネルギー源からのエネルギーをエネルギー放出器に結合するように構成される。このエネルギー放出器は、刺激すべき心臓組織の領域にエネルギーを放出するように患者の体内に位置決めされるように構成される。作用剤送達アセンブリは、この心臓組織領域に、放出されたエネルギーに対するこの領域の刺激応答に影響を及ぼす作用剤を送達するように構成される。
【００３８】
この態様の一様式では、作用剤送達アセンブリは、送達カテーテルを備える。一実施形態では、この送達カテーテルは、心臓送達カテーテルである。別の実施形態では、この送達カテーテルは、中隔内を延びる血管を介して前記領域に作用剤を送達するように構成された血管送達カテーテルである。
【００３９】
別の様式では、この作用剤送達アセンブリは針を備える。この様式の一実施形態では、この針は外科用縫合針である。別の実施形態では、作用剤送達アセンブリはさらに送達カテーテルを備え、この送達カテーテルの遠位端部分に沿って針が配置される。この実施形態の一変形形態では、送達カテーテルは、心臓送達カテーテルである。別の変形形態では、この送達カテーテルは、中隔内を延びる血管内に位置決めされるように構成され、その結果、針が血管壁を貫通して中隔の心臓組織を穿刺するように構成される。
【００４０】
本発明の別の態様は、心臓刺激装置アセンブリと作用剤を組み合わせた心臓刺激装置である。この心臓刺激装置アセンブリは、心臓刺激装置およびエネルギー放出器を備える。この心臓刺激装置は、エネルギー源を備え、このエネルギー源からのエネルギーをエネルギー放出器に結合して、エネルギー放出器を活動化させるように構成される。このエネルギー放出器は、患者の体内に位置決めされ、それによって、心臓刺激装置からの活動化に応答して、刺激すべき心臓組織の領域にエネルギーを放出するように構成される。作用剤は、この心臓組織領域内に配置され、かつ放出されたエネルギーに対するこの領域の刺激応答に影響を及ぼすように構成される。
【００４１】
一様式によれば、心臓刺激装置は、ペースメーカ装置アセンブリである。別の様式によれば、この心臓刺激装置は、除細動装置アセンブリである。
【００４２】
本発明の別の態様は、細胞治療装置と協働して心臓刺激を提供する心臓ペースメーカを有する装置である。
【００４３】
一様式によれば、この細胞治療装置は、所定量のコネキシン４３と、心臓ペースメーカによって刺激される心臓組織の領域にコネキシン４３を送達するように構成された細胞送達カテーテルとを備える。
【００４４】
本発明の別の態様は、患者の心臓内の組織の所定の領域にエネルギーを付与してこの領域を刺激するように構成された心臓刺激アセンブリと、この領域に送達され、そして、心臓刺激アセンブリによって付与されたエネルギーで、この領域の刺激を高めるように構成された所定量の伝導作用剤とを備えた心臓刺激装置である。
【００４５】
この態様の一様式によれば、この心臓刺激アセンブリはさらに、近位端部分と、患者の心臓内の所定の位置に位置決めされるように構成された遠位端部分とを有する送達部材を含み、この送達部材と協働する延長可能な電極アセンブリも含む。これらの電極アセンブリはそれぞれ、前記位置の送達部材から、この領域の組織内の他の延長可能な電極アセンブリに対して相対的に固有な位置に延びるように調整可能な刺激電極を含む。
【００４６】
この様式の一実施形態では、延長可能な電極アセンブリはそれぞれ、延長可能な針を含む。この針は、送達アセンブリの遠位端部分から心臓組織内に延びるように調整可能であり、それによって、それぞれの刺激電極が固有な位置に位置決めされる。
【００４７】
この実施形態の一変形形態によれば、延長可能な各電極アセンブリの刺激電極は、針と一体化される。別の変形形態では、延長可能な各電極アセンブリの刺激電極は、それぞれの針からそれぞれの固有な位置まで延びるように調整可能である。
【００４８】
他の変形形態によれば、この針は湾曲形状を有する。この針は、ニッケル−チタン合金などの超弾性合金または形状記憶合金から形成してもよい。
【００４９】
別の実施形態では、延長可能な電極アセンブリはそれぞれ、内管腔を有する比較的柔軟な筒状体を有する。各刺激電極は、それぞれの延長可能な電極アセンブリの筒状体に沿って配置される。この実施形態によれば、比較的柔軟な筒状体はそれぞれ、前記領域の組織を貫通して偏向操作され、それによって、それぞれの刺激電極がそれぞれの固有な位置に配置されるように構成される。
【００５０】
この実施形態の別の一変形形態では、移動可能なスタイレットが、少なくとも１つの筒状ボディの内管腔の中で移動可能に係合され、それによってこの筒状ボディが、送達部材から延び、前記領域の組織を貫通して進むように調整され、その結果、それぞれの刺激電極がそれぞれの固有な位置に位置決めされるように構成される。別の形状では、この移動可能なスタイレットに、近位端部分および整形された遠位端部分を設けることができる。この遠位端部分は、筒状ボディの近位端でその外部から近位端部分にトルクを与えることによって内管腔の中で回転可能であり、それによって、この筒状ボディが偏向操作されて電極が配置される。
【００５１】
別の実施形態によれば、アンカーが設けられる。このアンカーは、送達部材から延長可能であり、前記位置で遠位端部分を固定するように構成され、それによって、延長可能な電極アセンブリが、前記領域の組織に沿ったそれぞれの固有な位置で位置決めされるように構成される。この実施形態の有益な一変形形態では、このアンカーは、刺激電極としても提供される。
【００５２】
別の実施形態によれば、別の刺激電極が、送達部材の遠位先端部に配置される。
【００５３】
別の様式では、心臓刺激アセンブリは心臓ペースメーカであり、別の実施形態では、この心臓ペースメーカは両心室心臓ペースメーカである。
【００５４】
この態様の別の様式によれば、伝導作用剤は生細胞を含み、別の実施形態では、これらの細胞は、筋芽細胞、線維芽細胞、または幹細胞の少なくとも１つを含む。別の点では、これらの生細胞は、前記領域の組織の心臓細胞とのギャップ結合位置において、コネキシンを発現させるように構成されるタイプのものであり、特により有益な変形形態では、ギャップ結合位置において、コネキシン４３を発現させるように構成され、さらに有益には、コネキシン４３の産生を過剰発現するように遺伝子操作される。
【００５５】
別の様式では、伝導作用剤は、伝導性金属など、前記領域内で電気伝導を高めるように構成された伝導性の非生物材料からなる注入可能な調製物を含む。
【００５６】
別の様式によれば、この装置は、中隔穿孔送達アセンブリを含む。この中隔穿孔送達アセンブリは、少なくとも１つの中隔穿孔血管を経由して心臓刺激アセンブリを前記領域の組織に結合するように構成され、この少なくとも１つの中隔穿孔血管を介してこの領域に所定量の伝導作用剤を送達するようにも構成される。
【００５７】
別の様式では、右心房などの心室腔を経由して刺激アセンブリおよび伝導作用剤を送達するための経心臓的な送達部材が設けられる。
【００５８】
本発明の別の態様は、エネルギー源と、このエネルギー源に結合され、かつ患者の心臓の刺激すべき領域に位置決めされるように構成されたエネルギー放出器とを備えた心臓刺激アセンブリを有する心臓刺激装置である。この装置は、エネルギー放出器からのエネルギーで、この領域の刺激を高める手段も含む。
【００５９】
本発明の別の態様は、伝導作用剤供給源と、この供給源から患者の心臓の所定の領域に所定量の伝導作用剤を送達するように構成された送達アセンブリとを含む伝導作用剤送達装置を備えた心臓刺激装置である。この装置は、この領域の少なくとも一部にエネルギーを付与する手段も備える。この所定量の伝導作用剤は、エネルギー付与手段からのエネルギーで、この領域の刺激を高めるように構成される。
【００６０】
本発明の別の態様は、近位端部分と、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分と、この遠位端部分に沿って少なくとも部分的に延びる送達管腔とを有する細長いボディを備えた心臓刺激アセンブリである。このアセンブリはさらに、患者の心臓内の組織の所定の領域にエネルギーを付与する手段と、このエネルギー付与手段から付与されたエネルギーで、この領域の組織の刺激を高める手段とを含む。さらに、エネルギーを付与する手段および刺激を高める手段は、この細長いボディと協働するように構成される。
【００６１】
本発明の別の態様は、近位端部分と、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分と、この遠位端部分に沿って少なくとも部分的に延びる管腔とを有する細長いボディを備え、エネルギー付与アセンブリおよび所定量の伝導作用剤をも備えた心臓刺激アセンブリである。このエネルギー付与アセンブリは、細長いボディに結合され、かつ、遠位端部分が前記位置にあるときに、この遠位端部分から心臓内の組織の所定の領域に延びるように調整可能なエネルギー放出器を有する。このエネルギー付与アセンブリは、エネルギー放出器が第２位置にあるときに、エネルギー放出器に結合し、かつ近位端部分に沿ってエネルギー源にも結合するように構成されたエネルギーリードも有する。この所定量の伝導作用剤は、管腔に結合され、遠位端部分が前記位置にあり、エネルギー放出器が第２位置にあるときに、この管腔を通って前記領域の組織に送達されるように構成される。
【００６２】
本発明の別の態様は、心臓刺激装置と、コネキシン４３を過剰発現させるように構成された所定量の細胞とを備えた心臓刺激装置である。この心臓刺激装置は、近位端部分と、遠位端部分と、この遠位端部分に沿った心臓刺激電極とを備えた細長いボディを有する。この心臓刺激装置および所定量の細胞は、協働して患者の心臓内の組織の所定の領域を刺激するように構成される。
【００６３】
本発明の別の態様は、細長いボディと、エネルギー付与アセンブリと、所定量の伝導作用剤とを備えた心臓刺激アセンブリである。この細長いボディは、近位端部分と、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分と、この遠位端部分に沿って少なくとも部分的に延びる管腔とを有する。このエネルギー付与アセンブリは、細長いボディに結合され、かつ、遠位端部分が前記位置にあるときに、この遠位端部分から心臓内の組織の所定の領域に延びるように調整可能なエネルギー放出器を有する。このアセンブリは、エネルギー放出器がこの領域の組織内に延びるときに、エネルギー放出器に結合し、かつ近位端部分に沿ってエネルギー源にも結合するように構成されたエネルギーリードも有する。この所定量の伝導作用剤は、管腔に結合され、遠位端部分が前記位置にあり、エネルギー放出器が前記領域の組織内に延びるときに、少なくとも部分的にこの管腔を通って前記領域の組織に送達されるように構成される。
【００６４】
本発明の別の態様は、細長いボディと、エネルギー付与アセンブリと、アンカーとを備えた心臓刺激アセンブリである。この細長いボディは、近位端部分と、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分とを有する。エネルギー付与アセンブリは、複数のエネルギー放出器を有する。各エネルギー放出器は、細長いボディに結合され、遠位端部分が前記位置にあるときに、遠位端部分から、心臓内の組織の所定の領域内の他のエネルギー放出器に対して相対的に固有なそれぞれの位置に延びるように調整可能である。各エネルギー放出器は、それぞれのエネルギー放出器がこの領域の組織内の第２位置にあるときに、エネルギー源に結合するようにも構成される。アンカーは、心臓内の前記位置に遠位端部分を固定するように構成される。
【００６５】
本発明の別の態様は、細長いボディと、エネルギー付与アセンブリと、心臓刺激エネルギー源とを備えた心臓刺激アセンブリである。この細長いボディは、近位端部分と、患者の心臓内の所定の位置に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された遠位端部分と、この遠位端部分に沿って少なくとも部分的に延びる送達管腔とを有する。エネルギー付与アセンブリは、複数のエネルギー放出器を有する。各エネルギー放出器は、細長いボディに結合され、遠位端部分が前記位置にあるときに、遠位端部分から、心臓内の組織の所定の領域内の他のエネルギー放出器に対して相対的に固有なそれぞれの位置に延びるように調整可能である。各エネルギー放出器は、それぞれのエネルギー放出器がこの領域の組織内に延びるときに、近位端部分を介してエネルギー源に結合するようにも構成される。心臓刺激エネルギー源は、各エネルギー放出器に結合され、各エネルギー放出器を活動化させてエネルギーがこの領域の組織内に放出されるように構成される。したがって、この領域の組織内のそれぞれの固有な位置にあるエネルギー放出器は、その領域の組織を刺激するように構成される。
【００６６】
本発明の別の態様は、細長いボディ、針、およびエネルギー放出器を備えた心臓刺激装置である。この細長いボディは、近位端部分、遠位端部分、およびこの遠位端部分に沿って少なくとも部分的に配置された通路を有する。針は、遠位先端部および内管腔を備えたシャンクを有する。エネルギー放出器は、エネルギー源に結合するように構成される。この態様に関してさらに、細長いボディの遠位端部分は、患者の心臓内の所定の位置に位置決めされるように構成され、針は、通路に結合するように構成され、かつ、遠位端部分が前記位置にあるときに、この通路内に少なくとも部分的に位置する第１位置と、この通路から少なくとも部分的に延びて心臓内の組織の所定の領域内に入る第２位置との間で調整可能である。さらに、エネルギー放出器は、針の内管腔に結合され、この針から前記領域の組織内に延びるように調整可能である。
【００６７】
本発明の別の態様は、刺激電極を含む両心室心臓刺激装置である。この各電極は、患者の心臓の心室内中隔の中の他の刺激電極に対して相対的に固有な位置に位置決めされるように構成され、それによって、これら位置決めされた電極は、この中隔内の組織の所定の領域を画定するパターンを形成するように構成される。さらに、このパターンおよびそれによって画定された領域は、中隔の少なくとも１／４を刺激するのに十分な面積を有し、別の実施形態では、中隔の少なくとも１／３、または、さらに中隔の１／２以上もの広さに人為的な刺激を与えるのに十分なものとし得る。
【００６８】
本発明の別の態様は、両心室心臓刺激エネルギー源および中隔刺激装置を備えた心臓刺激装置である。この中隔刺激装置は、近位端部分と、延長可能な心臓刺激電極を備えた遠位端部分とを有する細長いボディを含む。この遠位端部分は、患者の心臓内の心室中隔に関連する位置に位置決めされるように構成される。延長可能な心臓刺激電極はそれぞれ、遠位端部分から延びて、心室中隔内の組織の所定の領域内の他の延長可能な心臓刺激電極に対して相対的に固有なそれぞれの位置に位置決めされるように調整可能である。延長可能な刺激電極はそれぞれ、両心室心臓刺激エネルギー源に結合されるようにも構成される。したがって、細長いボディの遠位端部分を前記位置に位置決めし、延長可能な各心臓刺激電極を前記領域の組織内のそれぞれ固有な各位置に位置決めし、延長可能な各心臓刺激電極を両心室心臓刺激エネルギー源に結合することによって、この電極は、エネルギー源によってこの電極の各々を活動化させて、前記領域内の各電極のそれぞれ固有な位置から電流を放出させることによって、前記領域の組織を実質的に刺激するように構成される。
【００６９】
本発明はさらに、下記の処置方法を提供する他の態様を含む。
【００７０】
本発明の別の態様は、心臓組織の所定の領域内に所定量の細胞を送達することと、この領域の心臓組織を心臓刺激装置アセンブリによって刺激することとを含む方法である。
【００７１】
この態様の別の一様式は、この所定量の細胞を含む前記領域の心臓組織から、患者の心臓をペーシングすることを含む。
【００７２】
この態様の別の様式は、コネキシン４３が発現する状態の細胞を提供することを含む。
【００７３】
この様式の別の実施形態は、前記領域内に存在する心臓細胞よりも、コネキシン４３が過剰発現する状態の細胞を提供することを含む。
【００７４】
本発明の別の態様は、ペースメーカまたは除細動器からの刺激に対する患者の心室中隔の応答を高めるのに十分なボリュームの細胞を、この中隔内に送達することを含む方法である。
【００７５】
別の態様は、患者の心室中隔の脈管構造を利用して、所定量の作用剤をこの中隔内に送達し、それによって心臓刺激装置からの刺激に対するこの中隔内の組織の応答を高めることを含む方法である。
【００７６】
本発明の別の態様は、患者の心室中隔の脈管構造を利用して、所定量の作用剤をこの中隔内に送達し、それによってこの中隔に沿った心臓の収縮または伝導を高めることを含む方法である。
【００７７】
本発明の別の態様は、患者の心室中隔の脈管構造を利用して、この中隔を介して心臓をペーシングするか、または細動を止めるのに使用する心臓刺激器用のリードをこの中隔内に送達することを含む方法である。
【００７８】
本発明の別の態様は、心室中隔のかなりの部分にわたって、エネルギー放出器から刺激エネルギーを放出させることを含む方法である。
【００７９】
本発明の別の態様は、エネルギー放出器を、このようなエネルギー放出器によって境界づけられた区域が患者の心室中隔のかなりの部分を含むように、この中隔内の固有な位置に植え込むことを含む方法である。
【００８０】
この方法の一様式はさらに、植え込まれた各エネルギー放出器からエネルギーを同時に放出させることを含む。
【００８１】
この方法の別の様式はさらに、中隔内にアンカーを植え込むことと、このアンカーからエネルギー放出器の少なくとも１つを延ばすこととを含む。
【００８２】
この方法の別の様式はさらに、中隔内にアンカーを植え込むことと、このアンカーから各エネルギー放出器を延ばすこととを含む。
【００８３】
この方法の別の様式はさらに、これら植え込まれたエネルギー放出器をペースメーカに結合することを含む。
【００８４】
この方法の別の様式はさらに、これら植え込まれたエネルギー放出器を除細動器に結合することを含む。
【００８５】
この方法の別の様式はさらに、各エネルギー放出器から電流を放出させることを含む。
【００８６】
この方法の別の様式はさらに、針によって各エネルギー放出器を固有な位置に送達することを含む。
【００８７】
この方法の別の様式はさらに、針を中隔内に進めることと、各エネルギー放出器を中隔内のそれぞれの固有な位置に、これらの針のうち固有な針によって送達することとを含む。
【００８８】
この方法の別の様式はさらに、エネルギー放出器のうち複数の放出器を送達部材上に位置決めすることと、送達部材上に位置決めされた各エネルギー放出器がそのそれぞれの固有な位置に配置されるように、この送達部材を中隔内に進めることとを含む。
【００８９】
本発明の別の態様は、心臓刺激アセンブリを提供し、伝導作用剤送達装置を提供し、心臓刺激装置によって心臓の刺激すべき領域に関連する位置にエネルギーを付与し、伝導作用剤送達装置から心臓の前記領域に所定量の伝導作用剤を送達することによって、患者の心臓の前記領域を刺激する方法である。この方法の態様に関してさらに、この所定量の伝導作用剤は、前記位置に付与されるエネルギーで、心臓の前記領域の刺激を高める。
【００９０】
本発明の別の態様は、心臓刺激電極を提供することと、心臓の心室内中隔の一部に押し付けて送達部材の遠位端部分を位置決めすることと、各心臓刺激電極が、心室内中隔の組織の所定の領域内の他の心臓刺激電極に対して相対的に固有な位置に位置決めされるように、送達部材の遠位端部分から心室内中隔の中に心臓刺激電極を延ばすことによって、患者の心臓に両心室刺激を与える方法である。
【００９１】
本発明の別の態様は、患者の心臓に両心室刺激を与える両心室心臓刺激装置を製造する方法である。この方法は、近位端部分と、心室内の所定の位置に位置決めされるように構成された遠位端部分と、遠位端部分が前記位置にあるときに、心臓の中隔の組織の所定の領域に電気的に結合されるように、遠位端部分に沿った位置に配置される刺激電極と、少なくとも遠位端部分に沿って延びる通路とを備えた細長いボディを有する両心室刺激装置を提供することによって実施される。この方法はさらに、両心室刺激装置の通路内に所定量の細胞を供給することを含む。これらの細胞は、コネキシン４３、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を過剰発現させるように構成される。
【００９２】
また、本発明の別の態様は、患者の心臓に心臓刺激を与える心臓刺激装置を製造する方法である。この方法は、近位端部分と、心臓内の所定の位置に位置決めされるように構成された遠位端部分と、延長可能な心臓刺激電極であって、各刺激電極が、前記位置の遠位端部分から延びて、心臓内の組織の所定の領域内の他の延長可能な心臓刺激電極に対して相対的に固有な位置に位置決めされるように構成された心臓刺激電極と、少なくとも遠位端部分に沿って延びる通路とを備えた細長いボディを有する心臓刺激装置を提供することを含む。この方法はさらに、この通路内に所定量の細胞を供給することを含む。これらの細胞は、この領域の組織の、延長可能な電極からの電気的な刺激を高めるように構成される。
【００９３】
本発明の別の態様は、心臓の心室内中隔の中の少なくとも１つの中隔穿孔血管内に少なくとも１つの心臓刺激電極を送達することと、この中隔穿孔血管に関連する中隔内の組織の所定の領域に所定量の伝導作用剤を送達することと、この領域内にこの所定量の伝導作用剤が送達された後で、少なくとも１つの心臓刺激電極によって前記領域の組織を刺激することによって、患者の心臓内の前記領域の中隔を刺激する方法である。
【００９４】
本発明の別の態様は、心室間中隔の少なくとも１／４、別の様式では、中隔の少なくとも１／３、さらには中隔の１／２、最大で中隔のすべてをも含む領域の組織を刺激することによって、患者の心臓に両心室刺激を与える方法である。
【００９５】
本発明の別の態様は、患者の心臓の所定の領域を、コネキシン４３、若しくはその類似物、その派生物、またはその生物学的な均等物を過剰発現させるように構成された所定量の細胞をこの領域内に送達することと、この領域に電気刺激を与えることによって刺激する方法である。
【００９６】
上記で説明した様々な態様、様式、実施形態、変形形態、および特徴は、他と組み合わせることを必要とせずに独立に有益であるとみなされるが、本発明ではさらに、この開示全体に基づいて当業者ならなし得るこれらの様々な組合せから利益が得られることを企図している。
【００９７】
本明細書の以下の部分で、本発明のさらなる目的および利点が明らかになるであろう。この詳細な説明は、本発明に限定を加えることなく、本発明の好ましい実施形態を完全に開示するためのものである。
【００９８】
本発明は、単なる例である添付の図面を参照することによってより完全に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９９】
図面をより具体的に参照すると、本発明は例えば、図１〜図１５で概略的に示す実施形態において実施される。本明細書で開示する基本概念から逸脱することなく、この機器は、その構成に関して、かつ各部の細部に関して変わり得ることと、この方法は、特定のステップおよび順序に関して変わり得ることを理解されたい。
【０１００】
索枝（特に、左脚ブロックすなわち「ＬＢＢＢ」）によって伝導が低下した患者では、注入可能な伝導体に結合された複数のリードによってより多くの部分の中隔を捕捉すると、より多くの部分の中隔を活性化させることができ、したがって、ＬＶの脱分極が可能になり、同期が改善し得る。
【０１０１】
本発明では、本発明の目的を達成するための様々な手法が企図されている。具体的には、これらの手法は、心臓組織の複数の領域に作用剤を送達して、伝導に影響を及ぼし、かつこれらの領域で電気刺激に対する応答を高めることに関係する。
【０１０２】
ある点で、心臓の信号の伝達を高めるように構成された作用剤（すなわち、生物学的な伝導体、伝導性金属、伝導性ポリマーなど）は、心筋中隔に送達される。これは、例えば、図３および図７に示すように、経心臓的送達カテーテルを介する経皮的かつ経心臓的な手法によって注入される。様々な従来型またはその他の送達装置が、このような送達に適したものであり得る。これらは例えば、Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｊｏｈｎｓｏｎ社によって開発された「Ｎｏｇａ」装置、ＢｉｏＨｅａｒｔ社によって開発された「Ｍｙｏｃａｔｈ」装置および装置、Ｂｏｓｔｏｎ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社によって開発された「Ｓｔｉｌｌｅｔｏ」カテーテル装置および装置、および、「ＢｉｏＣａｒｄｉａ」によって商業的に開発された少なくとも１つの他のカテーテル装置および装置などの送達カテーテルおよび装置である。
【０１０３】
他の点では、ペースメーカリード装置は、管腔などの送達機能を含み得る。この管腔を通してこのような作用剤を送達し得る。この点で、このようなペースメーカリードは、作用剤送達管腔を収容するために断面を大きくすることが必要とされることがあるが、伝導作用剤がエネルギー放出源の近傍に送達されて脱分極が行われることがわかるという大きな利益が得られる。
【０１０４】
この開示に少なくとも部分的に基づいて当業者には明らかなように、本明細書で示し、また説明する特定の実施形態に加えて、他の作用剤送達装置または方法が、本明細書で企図する本発明の意図する目的を達成するのに適していることがある。
【０１０５】
本明細書の他のところで示し説明する他の実施形態、ならびに当業者には明らかであろう変形形態および改変形態にかかわらず、送達装置を介して心臓伝導に影響を及ぼす物質または作用剤を送達し、ペースメーカリードを介して心臓伝導に影響を及ぼす物質または作用剤を送達し、心室中隔のかなりの区域にわたり、それによってその区域でペーシングがより効率的に行われるように構成された複数のリードを有する延長可能な電極構造を提供する実施形態は、両心室ペーシングに関して特に極めて有益であると考えられるが、これに限定されるものではない。
【０１０６】
本発明の延長可能な電極の態様に関して、有益な一実施形態によれば、一般にマイクロフィラメントを使用して、心筋を電気的に刺激するための電極表面積／体積を拡大し増加させる。拡大した電極を使用すると、より大量の心筋が刺激され、そのため、心臓の電気機械的な収縮を同期させることができる。各図に示すものなどの新規な電極および関連する心臓刺激装置は、脚ブロックの患者ならびにうっ血性心不全を患う患者に特に有益であると考えられる。
【０１０７】
したがって、下記の図のある特定の実施形態の例を参照して示すように、本発明を利用して、心室中隔を刺激する際に特定の利益が得られることが理解されよう。
【０１０８】
各図を全体的に参照すると、右心室２、二尖弁３、左心室４、右脚８および左脚１０をそれぞれ含む心室間中隔６、および尖部９を含む様々な断面図で心臓１が示されている。
【０１０９】
図１〜図４を参照して示すように、本発明を利用することによって、心臓に複数領域の左脚ブロックをもつ患者を特に良好に処置し得る。図１に矢印で示すように、複数区域のブロック１２、１４、１６を示す。このように複数のブロックがあると、従来方式の単一電極手法によるペーシングでは特定の挑戦課題が生じる。図２〜図４に、この複数の左脚ブロックが存在する状況で本発明のこの実施形態を用いることについての特定の様式を示す。
【０１１０】
図２に、近位端部分３２と、遠位先端部３８を含む遠位端部分３６とを備えた作用剤送達カテーテル３０を示す。遠位端部分３６は、身体の外から経皮的かつ経血管的な手法によって近位端部分３２を操作することによって右心室２に送達される。すなわち、静脈系を通り、右心房を横切り、二尖弁３を経由して心室に入る。次いで、送達カテーテル３０の遠位端部分３６の遠位先端部３８を、右心室２の中で中隔６に押し付けて位置決めする。図３に概略的に示すように、送達カテーテルの近位端部分に作用剤供給源４０を結合する。次いで、図３に示すように、この供給源から所定量の伝導作用剤１８を、送達カテーテル３０内の（図示しない）送達管腔を通し、送達カテーテル３０の遠位先端部３８に配置された遠位ポートを介して、複数の左脚ブロックに関係する心臓組織領域に送達する。これは、圧力だけを利用して実施し得るが、（例えば、以下で説明する）ある種の有益な実施形態では、送達カテーテルに一体化するか、または送達カテーテル内にスライド可能に配設された針状の先端部を使用して組織内に作用剤を注入する。このような協働する別の針を使用する場合、以下でさらに展開されるように、この針の内腔は、近位端で作用剤源に結合することになる。
【０１１１】
本発明の中隔電極の態様に関して、図４に示すように、中隔の刺激すべき領域にこのような心臓刺激アセンブリを送達するのに、経皮的かつ経血管的な送達カテーテル３０を使用することもできる。やはり図４に示すように、送達カテーテル３０を介して複数の電極部材５０を送達する。これらの電極部材５０は、電極に結合されたスプライン、フィラメントその他のタイプのリードとし得る。これらはさらに、近位端で電気エネルギー源４６に結合され、それによって、部材５０から中隔組織に電流が放出される。図に示すように、これらのリード５０を、複数の電極が中隔の十分に広い区域にわたって位置決めされた形で提供することによって、これらの電極の電流を協働して放出すると、図４の実施形態の例に示すブロック１２、１４、１６などの複数のブロックの区域から適切な心臓伝導を提供するのに適した広い区域にわたる組織領域全体で刺激を改善することができる。
【０１１２】
電極リード５０は、送達を行うのに必要な機械的な支持を提供し、かつ電極に信号を伝えるフィラメント、スプラインその他のタイプの適切な構造を含み得る。リード５０は、当業者には明らかな様々な技術および用具により、心臓組織を貫通して進めることができる。一実施例では、リードの遠位先端部を尖らせて、単に組織を機械的に押し分ける針としてリードを進めることができる。別の実施例では、配置可能な針などの別の延長可能な送達装置を、アンカー点からリードを送達する位置まで延ばし、針を通してこの位置にリードを送達する。（図示しない）他の代替手段または組合せによる実施例では、これらのリードと組織との間に切除エネルギー源を結合して、これらのリードまたはスプラインが心臓組織を切り開いて配置される。
【０１１３】
このような刺激は、やはり図４に示すように、電極リード部材５０を刺激エネルギー源４６に結合することによって提供される。エネルギー源４６は例えば、ペースメーカまたは除細動器とすることができ、本発明に従って治療を行うために選択された心臓内の場所で刺激を行うための特定の要求を満たす特定のタイプまたは形式のものとし得る。この実施形態の、中隔を刺激するのに有益な特定の構成では、エネルギー源４６は、中隔で適切な刺激を提供するために適切なソフトウエアおよびハードウエアを組み込んだ両心室ペースメーカアセンブリとし得る。本発明とともに用いるように企図されたこのようなエネルギー源のさらに詳細な例には、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ社から市販されている、「Ｋａｐｐ９００」（型式番号ＫＤＲ９０１）という製品名のデュアルチャンバペーシング装置、「Ｍａｒｑｕｅｚ  ＤＲ」（型式番号７２７４）という製品名のＩＣＤ（心臓内除細動器）、および「Ｉｎｓｙｎｃ  ＩＣＤ」（型式番号７２７２）という製品名の両心室ＩＣＤ、ならびに、Ｇｕｉｄａｎｔ社から市販されている、「Ｉｎｓｉｇｎｉａ」（型式番号１２９８）という製品名のＧｕｉｄａｎｔ  ＤＤＤ、「Ｐｒｉｓｍ  ＩＩ」（例えば、型式番号１８６１）という製品名のＩＣＤ、およびＧｕｉｄａｎｔ  ＢｉＶ（更新機種、型式番号Ｈ１３５）が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【０１１４】
本明細書の他のところで説明するように、刺激される中隔領域の伝導を高める作用剤１８を送達した後で、または送達する前に、または送達と同時に、電極部材５０を送達することもできる。例えば、図３および図４の実施形態を組み合わせることになる。この極めて有益な構成では、電極部材５０からの広い区域にわたる刺激と、この区域での伝導が作用剤１８のために高められることがさらに組み合わされて最適な結果が得られる。
【０１１５】
別の点では、本明細書の他のところで説明する実施形態は、例えば、図５〜図７の作用剤１８の送達実施形態に従って、例としてブロック１２を参照して示すように、局所性左脚ブロックのより限られた領域の状況で、中隔その他の場所における他の不整脈の状態にも有用である。
【０１１６】
図８Ａ〜図８Ｃに、本発明に従って使用する心臓刺激アセンブリの別の極めて有益な実施形態を示す。より具体的には、送達カテーテル３０は、管腔または通路３４を含む。これらは、中央の管腔または通路の周りで円周上に離間して配置されたそれぞれの管腔または通路を含む。円周上で離間した管腔３４はそれぞれ、それぞれの電極部材５０のリードを収容し、中央管腔３４は、別の電極リード６０を収容する。電極リード６０は、中央管腔３４の内外で調整可能ならせん形状のアンカーを形成し、このアンカーが中隔に送達され、次いでそこに固定される。さらに、図８Ｃのさらに詳細な実施形態に従って、これら円周上で離間した電極部材５０を示す。電極部材５０は、あらかじめ成形された針部材５２を含む。針部材５２は、ニッケル−チタン合金、または他の超弾性材料、または形状記憶材料、または他の適切な材料から作製し得る。これらは、先端部３８を中隔壁に隣接して送達する間、それぞれの管腔３４内に収容されるように構成され、次いで、中隔壁内に進めるために管腔３４から延長することができる。図にはさらに、延長可能な電極部材５６を示す。電極部材５６は、針部材５２の内外でさらに調節可能である。図にはさらに、送達カテーテル３０の先端部３８のところに別の環状電極を示す。この環状電極を使用して、刺激電極を配置する最適な場所を見つけるためにマッピングを行う際の助けとし、かつ／または刺激電極として刺激を行うための追加の表面区域が得られる。
【０１１７】
図８Ａ〜図８Ｃに示す特定の構成が有益と考えられるが、数、配置、または特定のタイプの素子などの様々な特徴の例がある。その他にも適切な置換えを行うことができる。例えば、円周上で離間した電極部材５０の数を変え、それに対応する配置とすることができる。本発明によれば、電極部材５０の数は２つ以上が一般に望まれるが、多くの状況では、概ね２〜４個の電極部材５０が最適なことがある。図９に示す別の実施例では、移動可能なスタイレット５８は、先端に電極５４を備えた可撓性シャンク５２を含む電極部材５０の通路内で移動可能である。移動可能なスタイレット５８は、電極５４を位置決めして刺激するために中隔壁組織を貫通して所望の位置に進める間にシャンク５２の助けとなるように構成される。図８Ｃを参照して示し説明した針アセンブリを使用する代わりにこのような機能を提供することもできるし、例えば特定の電極アセンブリ５０についての手法を含めてこれら２つの手法の間で、または１つの設計によるこのような１つのアセンブリおよび他の設計による１つまたは複数のこのようなアセンブリを提供することによって、様々な態様を組み合わせるために様々な改変を加えることもできる。
【０１１８】
いずれにせよ、図１０に、中隔刺激用電極アセンブリについての広い態様の別の概略図を使用中の状態で示す。この説明では、電極部材５０を心臓の横断面内で角度のついた配置で示すが、各電極部材５０の向きは、心臓１について示す断面を横切る面内などの平面になり得る。したがって、アンカー要素６０は、電極部材５０によって囲まれた中隔壁組織の領域内に配置される。これらの電極部材は、この領域全体にわたってこのような中央アンカー６０の周りの固有なそれぞれの位置に位置決めされる。（図示しない）刺激エネルギー源に結合された刺激電極として部材５０、６０、および先端部３８を提供することによって、両心室ペーシングなどの場合に、電極部材５０に囲まれた組織を実質的に刺激することができる。
【０１１９】
図１１Ａ〜図１１Ｂに、このような電極要素の向きをさらに示したものを異なる面で示す。図１１Ｂにはさらに、刺激中の組織に対応する領域１８を影を付けて参照したものを示す。ただし、図１１Ｂなどに示す領域１８に対応する円周方向配置は、例えば、円形とは異なる形状にし、または部材５０を異なる長さにし、またはアンカー６０のところなどの中央区域を囲まれた領域１８内でオフセットするなど、改変することができる。ある点で、図１１Ｂは、部材５０の平面の２次元の特定の図を示している。ただし、部材５０の向きが様々な面内になるように改変して、この領域を３次元ボリュームの中隔組織と定義することができる。さらに、本明細書でさらに説明するように、部材５０をさらに改変して、得られた刺激領域１８を２つ以上の離散した領域にすることができる。
【０１２０】
要素５０、６０、および環状電極３８によって中隔壁表面のこのような領域を刺激することは有益であるが、刺激電極としてこのような要素をすべて設ける必要はなく、これらの要素のうちいずれか１つまたは複数を取り除いて得られた組み合わせが、本明細書の別の実施形態として企図されていることを理解されたい。例えば、単に、電極刺激能力をもたないアンカーとして中央らせん電極６０を代わりに設けることができる。または、電極６０は、代わりに単純な電気リードとすることができ、らせんアンカー構成である必要はない。企図する改変形態の別の実施例では、図１２Ａ〜図１２Ｂの電極５５に示すように、部材５０に沿って、かつ領域１８内で様々な位置に離散電極を位置決めすることができる。または、電極要素５０は、連続した区画とし得る。これらの区画は、その長さに沿って領域１８の境界まで刺激能力を有し得る。
【０１２１】
図１３Ａ〜図１３Ｂに示す別の特定の一実施形態では、電極部材５０は、図８Ｃまたは図９の針またはスタイレットの実施形態にそれぞれ従って、中隔壁６内の組織の所定の領域に差し込まれる。このようなやり方で、複数のこのような要素を図１３Ｂに示すように、複数の電極要素５０および５７の組合せが、それによって刺激される組織１８の全体領域に対応する構成で配置することができる。これらの要素５０、５７は、図１３Ｂに示すように、それぞれの要素からリードが別々に延びた状態で中隔壁６内に別々に配置し得る。これは、同じ心臓内送達カテーテル３０または別々の送達装置によって実施し得る。図１３Ｂに示すように配置した後で、ペースメーカまたは除細動器などのエネルギー源に要素５０、５７用のリードを結合する。リード５０、５７の配置後、エネルギー源に結合する前に、または結合した後で、送達カテーテル３０を取り出すか、または、送達カテーテル３０の断面が十分に小さく、かつこのような長期間の使用に構成されている場合（または一時的なペーシングの場合）には送達カテーテル３０を留置したままにし得ることがさらに企図されている。
【０１２２】
図１３Ｃに、別の改変形態を示す。この改変形態では、送達カテーテル３０の遠位端３６のところに（図示しない）遠隔機械式縫い機構が設けられ、中隔壁６の組織の長さまたは領域全体にわたって単一のリード部材５０を縫うように構成される。長い距離全体にわたってこのようにリードを縫って配置するこのような機構の実施例が、ともに米国ジョージア州アトランタ所在のＧｅｏｒｇｉａ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＳｃｈｏｏｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇおよびＥｍｏｒｙ  ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙのＳｃｈｏｏｌ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅに様々に分かれて所属しているＯ’Ｂｒｉｅｎ，Ｄａｖｉｄ  Ｐ．、Ｎｉｃｈｏｌｓ，Ｔ．Ｒｉｃｈａｒｄ、Ａｌｌｅｎ，Ｍａｒｋ  Ｇ．の「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｒｒａｙｓ  Ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」という参照文献に示されている。この参照文献の開示全体を参照により本明細書に組み込む。
【０１２３】
本発明の範囲から逸脱することなく、特に、本発明の目的に整合したある特定の所望の結果を実現するために改変する限りにおいては、上記実施形態に様々な改変を加えることができる。
【０１２４】
例えば、作用剤を送達し、延長可能な電極を送達する実施形態の１つの所望の結果は、中隔６の大きな領域全体、例えば、中隔６の十分な区域にまたがる電極または作用剤全体にわたって心臓１をペーシングして、この領域の脚ブロックの影響を取り除くことである。したがって、中隔６の「かなりの」区域とは概ね、中隔壁の少なくとも１／５を意味し、より有益には１／４、さらに有益には１／３よりも広い区域、またはさらに中隔の１／２、（理想的には、中隔全体を捕捉すること）とし得る。この点で、本明細書ではこのような「刺激」は、励起電極からの直接的な電気的な放出によって、または、人為的に送達された伝導作用剤によりこの電気的な放出の伝播を高めることによって、人為的な刺激を受ける領域を意味することを意図している。さらに、このような作用剤または延長可能な電極は、尖部９に達するように、またその先まで配置し得る。いずれにせよ、このような大きな領域を刺激することは、本発明の多くの応用例で極めて有益であるが、本明細書で説明する様々な本発明の実施形態に従って、本発明によってもたらされる他の多くの利益をさらに実現する必要はない。
【０１２５】
本明細書では、本発明は、本明細書で説明する電極５０に結合されるエネルギー源４６としてのペースメーカとともに使用することについて具体的に説明する。このペースメーカは、植込み型または一時的なものとすることができ、市販のタイプのものとし得る。または、このようなペースメーカは、電極アセンブリ５０および／または作用剤、すなわち本明細書で説明する「生物電極」１８とともに使用するように改変し得る。例えば、従来型の電極リードを使用して中隔６を介して心臓１をペーシングするのに通常用いる所与のジュール数について、本発明の複数の電極の間でこのようなエネルギー線量を分割することができ、それによって、電極自体での電流密度が小さくなる。別の点で、いずれか１つの電極において、普通なら従来型装置を使用して送達される同じレベルに到達する前に、ペースメーカからインパルスの形で、電極の範囲全体にわたって送達されるジュールをより大きくし得る。
【０１２６】
本明細書で説明する実施形態を用いて、心臓１の他の区域も刺激し得る。これらの実施形態は、このような利用法のために当業者により適宜改変し得る。
【０１２７】
さらに、超音波またはマイクロ波など、他の刺激エネルギー様式を利用し得る。ただし、当業界におけるこれまでの経験によれば、電気刺激が極めて有益かつ有効と考えられる。さらに、これらの実施形態に関して「刺激」を説明する範囲では、このような刺激は、伝導活性を励起するために行われ、したがって、概ね非切除的なエネルギー付与形式に従って行われることが概ね意図されている。
【０１２８】
本明細書では、心臓内での細胞の伝導を高める作用剤を使用する実施形態による極めて有益な作用剤として、細胞培養物、具体的にはＣｘ４３、そうでない場合にはコネキシンの発現または過剰発現を指定している。したがって、特に刺激装置に関連して、このような作用剤は、伝導が局所的に高められるためにエネルギー放出器（例えば、電極）の到達範囲を有効に延長し、そのため心臓のより大きな区域を刺激する「生物電極」とみなされる。電極および生物電極がより広い区域を刺激し、それによって心室間の同期伝導に関する障害が軽減される。
【０１２９】
類似の利用法においてやはり有益な効果を有する「生物電極」以外の作用剤が企図されている。例えば、標的組織に他の物質を注入その他の方法で適用することができる。このような他の物質の例には、ポリマーが含まれる。ポリマーは、ある点では伝導性とすることもできるし（例えば、ポリパロール）、非伝導性とすることもできる（例えば、ＰＬＧＡ）。非伝導性の場合には、これらのポリマーを伝導性金属などで被覆し得る。このような他の物質の例にはさらに、ヒドロゲル、例えばイオン電荷を担持するタイプのもの、または金その他の伝導性金属の粒子またはイオンを担持する他の溶液または懸濁液も含まれる。
【０１３０】
さらに、本発明では、例えばＣｘ４３を過剰発現する細胞と、（やはり伝導性とすることもできるし、非伝導性とすることもできる）ポリマー送達基質とを組み合わせる極めて有益な一実施例に従って、上記を組み合わせたもの、または混合したものがさらに企図されている。
【０１３１】
また、電極アセンブリと伝導作用剤送達との様々な組合せを、実施形態の例を参照して上記で説明したが、別の組合せおよび組合せに準じたもの、ならびにそれらへの改変を行うことができる。例えば、らせん電極を中空の管腔に構成させ、作用剤の送達に使用し得る。別の実施例では、図１４Ａ〜図１４Ｂにそれぞれ、電極および伝導作用剤の心室中隔への極めて有益な経血管的送達を示すが、これらを組み合わせることができる。また、それぞれの実施例は、他方の経心臓的な手法と組み合わせて実施することもできる。さらに、ある種の作用剤および／または電極は、経心臓的な送達様式によって送達し得るが、他の作用剤および／または電極は、経血管的な中隔穿孔手法によって送達することもできる。それぞれの手法により、中隔の異なる区域で刺激を高めることができるが、これらを組み合わせると、完全でさらに有益な両心室ペーシング結果が得られる。この目的のために、本明細書では全般的に、経心臓的な手法を示し説明する。というのは、右心系がアクセスするのに好ましいことが多いからである。ただし、作用剤または１つ（または複数）の刺激装置のいずれか、またはその両方の経心臓的な左心室送達も、右心室手法（または経血管的な手法）の代わりに、それと組み合わせて企図されている。この開示に基づいて当業者には明らかなように、これらの任意の組合せ、または組合せに準じたものが企図されている。
【０１３２】
異なるボリュームの作用剤、異なる数、サイズ、パターン、および／または長さの刺激リードを使用して個々の要求に合わせることができる。ある点で、以前の診断分析結果を用いて、患者の疾患の度合い、疾患の位置、または様々な解剖学的な考察を決定することができ、これらのパラメータが、用いるべき作用剤のボリュームまたは電極を示すことになる。また、リアルタイム診断手法により刺激効果を監視して、正しい結果が得られるまで、作用剤の量、または電極配置の距離、方向、または数を改変することができる。したがって、例えば、このような実施形態の電極を、組織を貫通して後退可能かつ前進可能として、同期が得られるまで、様々な配置を試行することができる。
【０１３３】
作用剤送達の実施形態および電極の実施形態は、互いに組み合わせると極めて有益であるが、それぞれが独立に有益であり、他方を必要とせずに有益な結果が得られるように用いることができることがさらに企図されている。
【０１３４】
上記にかかわらず、図１５に、特に有益な全体的アセンブリを示す。より具体的には、下記のように、生物電極１５０、ならびに刺激電極１３０およびアンカー１４０をともに送達するように協働する送達カテーテル１１０を含む心臓刺激装置１００を示す。送達カテーテル１１０は、近位カプラ１１４を備えた近位端部分１１２、遠位端部分１１６、および遠位先端部１１８を有し、その内容物を右心室から心室間中隔に向かって送達するように構成された心臓内送達カテーテルである。延長可能ならせんアンカー１４０を備えた内部カテーテル１２０およびらせんアンカー１４０の周りで離間した複数の延長可能な離間電極部材１３０は、送達カテーテル１１０から延長可能である。中央アンカー１４０の全部または一部のみ、延長可能な電極部材１３０、および部材１２０の先端部は、シャフト１２０などを介してエネルギー源１６０に結合された刺激電極として設けることができる。さらに、中央らせん１４０の全部または一部のみ、延長可能な電極部材１３０、または部材１２０の先端部は、（概略的に示す）作用剤１７０の供給源に結合された（図示しない）通路に結合されたポートを介して、領域１５０に示すように刺激電極部分によっても結合された領域内に、所定量の生物電極作用剤を送達するようにさらに構成させることができる。
【０１３５】
この組合せ装置は、両心室ペーシングを行うために、特にＬＢＢＢを処置するために、心室間中隔のかなりの部分を刺激するのに極めて有益と考えられる。図１５にさらに示すように、かつ、中隔壁などの組織内に押し入れる延長可能な要素を提供する他の実施形態が示すように、このようなアセンブリに、それぞれの延長可能な要素を自動または手動で延長し得るアクチュエータである別の装置１８０を結合し得る。図１５に１００で示す装置、または本明細書の他の実施形態などの全体装置内に設けることができる別の要素は、監視センサならびに関連するハードウエアおよび／またはソフトウエアである。これらは、ペースメーカ／除細動器などのエネルギー源に組み込まれるか、または他の方法でこのようなエネルギー源と協働し、それによって例えば、心臓の電気信号をマッピングして刺激様式を決める際の診断に使用され、そして／または、設定ポイントなどの刺激信号自体に関係するフィードバック制御が行われる。
【０１３６】
コネキシン強化型伝導作用剤
本発明は、コネキシンを発現させる細胞作用剤を使用して生物電極として注入する範囲内で、本発明と同じ発明者による２００２年１１月７日出願の同時係属の米国特許出願第１０／２９１，２０２号に関係するものである。この開示全体を本明細書での参照により本明細書に組み込む。本発明のこのような態様は、実験的な観察に基づくものである。人工的な材料および方法に基づいて、心筋細胞と、（例えば、内因性のコネキシン４３の発現の存在下で、またはこのような発現が欠如した状態で）組換えコネキシン４３を発現させるように改変された成体骨格筋細胞などの組換え細胞とを接触させると、これら改変された骨格筋細胞を心筋細胞に電気的に結合させることができる。このように、この実施形態によれば、本発明は、遺伝子操作された組換え細胞を使用してコネキシンタンパク質を産生し、それによって、組換え細胞と心筋細胞との間に持続性機能的ギャップ結合を生成してこれらの細胞間で電気的なコミュニケーションを得る方法を提供する。組換えＣｘ４３（その他のコネキシンタンパク質）を発現させる組換え細胞を使用すると、組換え細胞と心筋細胞との間のコミュニケーションが増加し、それが維持され、そのため、電気的な結合が改善され、心筋の収縮性の有効性が増すことと連繋する。本発明は、特にペースメーカまたは除細動器によって心室内中隔を刺激する状況において、例えば、心臓ブロックに対する治療手段として両心室ペーシングを行う場合に、コネキシンを発現させるように改変された組換え細胞を心臓組織内に植え込み、すなわち移植して、心筋の機能不全に陥った領域を人為的に刺激する能力をもたらす心臓疾患処置方法を提供する。
【０１３７】
コネキシン実施形態に関係する定義
以下の定義は、生物電極作用剤として生物材料または細胞材料を使用する本発明の実施形態に対して、特に、コネキシン４３および／またはコネキシン４３の産生または発現に関係する作用剤に関係する実施形態に関して適用するためのものである。このような用語を、本明細書で提供する他の実施形態に関して本明細書の他のところで使用する限りにおいては、このような用語には、このようなそれぞれの実施形態に関してこのような用語の他の具体的な定義がなされない限り、このような実施形態に関係する技術分野の技術者による通常の慣行上の意味が与えられているものとする。
【０１３８】
本明細書では「ポリヌクレオチド」とは、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチドおよびそれらの断片または一部だけでなく、ＰＮＡ（ペプチド核酸）またはそれらの断片、それらの一部、それらのアンチセンス分子、ならびに、１本鎖または２本鎖であり、センス鎖またはアンチセンス鎖を表すことがあるゲノム起源または合成起源のＤＮＡまたはＲＮＡを指す。「ポリヌクレオチド」を、特定のポリヌクレオチド配列（例えば、コネキシン４３ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド）を指すために用いる場合、「ポリヌクレオチド」は、言及したポリペプチドに機能的に等価なポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを包含することを意味する。このようなポリヌクレオチドは、本明細書で提供される配列に対して配列が実質的に類似の、または配列が同じであるポリヌクレオチドを含めて、例えば、縮退した変異体であるポリヌクレオチド（すなわち、同じアミノ酸配列をコードするが、遺伝コードの縮退のためにポリヌクレオチド配列が異なるポリヌクレオチド）、または言及したポリペプチドの生物学的に活性な変異体または断片をコードするポリヌクレオチドである。同様に本明細書では、「ポリペプチド」は、オリゴペプチド、ペプチド、またはタンパク質を指す。本明細書で、「ポリペプチド」を、天然に存在するタンパク質分子のアミノ酸配列を指すように言及する場合、「ポリペプチド」および同様の用語は、このアミノ酸配列を、言及したタンパク質分子に関連する完全な天然アミノ酸配列に限定することを意味するのではなく、本明細書で提供されるアミノ酸配列に対して配列が実質的に類似の、または配列が同じであるポリペプチドを含めて、生物学的に活性な変異体または断片も包含することを意味する。
【０１３９】
本明細書では、「ポリペプチド」は、ｉ）天然のポリペプチド、ｉｉ）ポリペプチドの生物学的に活性な断片、ｉｉｉ）ポリペプチドの生物学的に活性なポリペプチド類似物、またはｉｖ）ポリペプチドの生物学に活性な変異体のアミノ酸配列を有する組換えまたは非組換えのポリペプチドのアミノ酸配列を指す。本発明で有用なポリペプチドは、例えば、哺乳類または非哺乳類（例えば、爬虫類、両生類、鳥類（例えば、ニワトリ））などの任意の種から得ることができるが、特に、ヒト、げっ歯類（例えば、マウスまたはラット）、ウシ、ヒツジ、ブタ、マウス、またはウマ、好ましくはラットまたはヒトを含めて、天然、合成、半合成、または組換えにかかわらず、任意のソースからのほ乳類から得られるものである。例えば、「ヒトコネキシン４３ポリペプチド」は、ヒトから得られた単離ヒトＣｘ４３ポリペプチドのアミノ酸配列を指し、すべての天然に存在する突然変異体を含むことを意味し、このアミノ酸配列を、言及したタンパク質分子に関連する完全な天然アミノ酸配列に限定することを意味するものではない。
【０１４０】
ポリペプチドの「変異体」は、１つまたは複数のアミノ酸によって（例えば、除去、追加、挿入、および／または置換によって）改変されたアミノ酸配列と定義される。一般に、「追加」は、分子の末端に追加されたヌクレオチドまたはアミノ酸の残基を指し、「挿入」は、天然に存在する分子の残基間のヌクレオチドまたはアミノ酸の残基を指す。この変異体は「保守的に」変化することがあり、例えば、ロイシンがイソロイシンで置き換えられた置換アミノ酸は、類似の構造的または化学的な特性を有する。よりまれではあるが、変異体は「非保守的に」変化することがあり、例えば、グリシンがトリプトファンで置換される。類似の少数の変異体は、アミノ酸の欠如または挿入、またはその両方を含むこともある。生物学的または免疫学的な活性を破壊せずに、どのアミノ酸残基を、かついくつのアミノ酸残基を置換、追加、挿入、または除去し得るかを決める際の指針は、当技術分野で周知のコンピュータプログラム、例えば、ＤＮＡＳｔａｒソフトウエアなどを使用して見つけることができる。
【０１４１】
「問題の核酸」は、細胞間で電気的な結合を誘起または維持するのに望ましいタンパク質その他の分子をコードする任意の核酸（例えば、ＤＮＡ）を意味する。一般に、この核酸は、その調節および発現に必要とされる他の配列、例えば、プロモータおよび調節要素に動作可能に結合される。
【０１４２】
本明細書で特にコネキシンまたはその産生をもたらす生物材料または細胞材料に関して用いる「生物学的に活性な」という用語は、例えば、天然に存在するコネキシンポリペプチドの、特にコネキシンポリペプチドを発現させるように改変された細胞と心筋細胞との間の電気化学的な接続の確立を促進することに関する構造的、調節的、または生化学的な機能を有する化合物を指し、特にこのようなヒトコネキシンポリペプチドを含む。同様に、「免疫学的に活性な」という用語は、天然の、または組換えの、または合成のヒトコネキシンポリペプチドまたはその任意のオリゴペプチドが、適切な動物または細胞において特定の免疫応答を誘発し、コネキシンに特異的な抗体と結合する能力を定義する。
【０１４３】
本明細書では、「誘導体」という用語は、ポリペプチドをコードする核酸の化学的な改変またはこのコード化されたポリペプチドを指す。このような改変の例は、アルキル基、アシル基、またはアミノ基によって水素が置換されることであろう。核酸誘導体は、天然のポリペプチドの本質的な生物学的特性を保持するポリペプチドをコードする。
【０１４４】
本明細書では、「単離した」という用語は、天然に存在する環境とは異なる環境にある問題の化合物（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）を表すことを意図する。「単離した」とは、問題の化合物がかなり多量に含まれる試料内にある化合物、および／または、問題の化合物が部分的に、または十分に精製された化合物を含むことを意図する。
【０１４５】
本明細書では、「十分に精製された」という用語は、天然の環境から取り出された化合物（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）であって、この化合物に本来関連する他の成分が、少なくとも６０％、好ましくは７５％、最も好ましくは９０％存在しない化合物を指す。
【０１４６】
「形質転換」、「形質導入」、または「形質移入」は、新しい核酸（例えば、細胞にとって外因性のＤＮＡまたはＲＮＡ）が組み込まれた後、細胞内で誘起される恒久的または一過性の遺伝変化、好ましくは恒久的な遺伝変化を意味する。遺伝変化は、宿主細胞のゲノムに新しい核酸を組み込むか、または、エピソーム要素として新しいＤＮＡを一時的または安定に維持することによって実現し得る。
【０１４７】
「形質転換細胞」、「形質移入細胞」、または「形質導入細胞」は、組換えＤＮＡ技術によって問題のタンパク質をコードするＤＮＡ分子が導入された細胞（または細胞の先祖に導入された細胞）を意味する。
【０１４８】
「構築物」は、１つ（または複数）の特定のヌクレオチド配列を発現させるために生成され、または、他の組換えヌクレオチド配列を構築する際に使用する組換え核酸、概ね、組換えＤＮＡを意味する。本発明で有用な構築物は、プロモータに動作可能に結合された、コネキシンをコードする遺伝子配列を含み、それによって形質転換細胞内でコネキシンタンパク質を発現させることができる構築物である。本発明による、ヒトおよびラットのＣｘ４３を発現させるのに有用な構築物の例が、Ｓｈｉｎｏｕｒａ，Ｎ他、Ｊ  Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ．、１９９６年５月、８４（５）、８３９〜４５頁、およびＳｕｚｕｋｉ他、Ａｎｎ．Ｔｈｏｒａｃ．Ｓｕｒｇ．、２００１年、７１、１７２４〜３３頁にそれぞれ記載されている。
【０１４９】
「プロモータ」は、組換え細胞内で転写が直接行われるのに十分な最小配列を意味する。「プロモータ」は、細胞のタイプに特異的な、または組織に特異的な外部信号または作用剤に対して調節可能な、または外部信号または作用剤によって誘起可能なプロモータ依存性の遺伝子発現が行われるのに十分な要素も包含することも意味する。このような要素は、天然の遺伝子の５’領域または３’領域に位置し得る（例えば、エンハンサ要素）。
【０１５０】
「動作可能に結合された」または「動作するように結合された」は、ＤＮＡ配列と１つ（または複数）の制御配列とが、この１つ（または複数）の制御配列に適切な分子（例えば、転写活性化タンパク質）が結合するときに発現し得るように結合していることを意味する。
【０１５１】
「コネキシン遺伝子」は、コネキシンポリペプチドをコードする読取り枠、またはイントロン、またはその生物学的に活性な断片を意味する。「コネキシン遺伝子」は、発現の調節に関与する、隣接した５’および３’の非コードヌクレオチド配列を含む。この配列は、コード領域の先の最大約１０ｋｂまであり、おそらくはさらにいずれの方向にもある。コネキシンをコードするＤＮＡ配列は、ｃＤＮＡまたはゲノムＤＮＡ、またはその断片とし得る。この遺伝子は、それを染色体外で維持するために、または宿主内に一体化するために、適切なベクタに導入される。
【０１５２】
本明細書では、「ｃＤＮＡ」という用語は、天然の成熟ｍＲＮＡ種に見られる配列要素の配置を共有するあらゆる核酸を含むことを意図している。この場合、配列要素は、エキソン（例えば、コードされるポリペプチドの読取り枠をコードする配列）ならびに３’および５’の非コード領域である。ｍＲＮＡ種は通常、問題のポリペプチドをコードする連続した読取り枠を生成するための、核ＲＮＡスプライシングによって介在イントロンが除去された連続エキソンを有する。
【０１５３】
「心筋細胞」は、心臓の収縮性細胞を意味する心臓の筋細胞である。心筋細胞は、単離し、ｉｎ  ｖｉｔｒｏで培養するか、または、宿主の心筋の一部とし得る。
【０１５４】
「骨格筋細胞」は、骨格筋内に見られる細胞を意味し、筋芽細胞、筋管細胞、および成熟骨格筋細胞を含むが、これらに限定されるものではない。
【０１５５】
「組換え細胞」は、通常は元の細胞に関連しない核酸を含む細胞（例えば、コネキシンタンパク質など、特定のタンパク質をコードする構築物によって形質転換、形質導入、または形質移入された細胞）を意味する。
【０１５６】
「移植細胞」は、宿主内の細胞に接触するように宿主内に導入された細胞を意味する。例えば、１つまたは複数の組換え細胞を宿主の心臓組織内に移植し、かつ／または植え込むことができる。
【０１５７】
心臓伝導障害を処置する本実施形態の状況における「治療上有効な量」は、心臓伝導障害の症状を軽減し、かつ／または心臓伝導度（伝導の尺度）を改善するのに有効な量を意味する。
【０１５８】
（Ｃｘ４３タンパク質などの）遺伝子産物を「過剰発現すること」または遺伝子産物の「過剰発現」は、例えば特定の発生段階または分化段階における特定の細胞または細胞のタイプについて、通常のレベルのタンパク質発現に比べてタンパク質発現のレベルが高いことを意味する。ある種の例では、過剰発現は、内因性遺伝子および組換え遺伝子からのタンパク質発現の累積効果、または本質的に組換え遺伝子からのタンパク質発現の累積効果であり得る。コネキシン（例えば、Ｃｘ４３）の過剰発現は、特定の分化段階における通常細胞または野生型細胞に通常関連するコネキシン発現レベルよりも、特定の細胞内でコネキシンタンパク質の発現が高いことを指すことを意味する。（例えば、成体骨格筋細胞または筋管細胞におけるＣｘ４３の場合と同様に）有意なまたは検出可能な量のコネキシンを通常は発現しない細胞では、コネキシンタンパク質の過剰発現は、コネキシンの検出可能な発現、具体的には、コネキシンの発現が高められた組換え細胞と心筋細胞との間で電気化学的な接続の確立を促進するのに十分な発現のレベルを意味することになる。ある種の実施形態では、コネキシンの過剰発現は、少なくとも約２倍の発現の増加を意味し、他の実施形態では、少なくとも約５倍、さらに別の実施形態では、少なくとも約１０倍の増加を意味する。
【０１５９】
本明細書では、「対象」、「患者」、「宿主」、および「個体」という用語は、交換可能に使用され、診断または治療が望まれる任意の哺乳類対象、特にヒトを指す。他の対象は、ウシ、イヌ、ネコ、モルモット、ウサギ、ラット、マウス、ウマなどを含み得る。特に興味深いのは、心筋に関連する障害を有する対象であって、この障害が、（例えば、障害に関連する症状を軽減するために）組換えコネキシン（例えば、Ｃｘ４３）を発現する細胞をこの対象内に（例えば、ｉｎ  ｖｉｖｏで組換えコネキシン発現細胞を対象内に導入することによって、または、コネキシンを発現する細胞（例えば、成体骨格筋芽細胞、（例えば、間葉性、造血性の）幹細胞、線維芽細胞、心臓細胞など）を対象内に移植することによって）移植することによる処置を受け入れる対象である。多くの実施形態では、宿主はヒトである。
【０１６０】
細胞間結合に関連する「電気的な結合」という用語は、細胞間で細胞内コミュニケーションを可能にして、これらの細胞間で電気伝導をもたらす細胞間の相互作用を意味することを意図している。ｉｎ  ｖｉｖｏの電気的な結合により、一般にそれに不随して電気機械的な結合の基礎が与えられ、筋肉内のギャップ結合を介して細胞が電気的に励起されると、筋肉が収縮する。
【０１６１】
「心臓伝導障害」は、心筋の収縮を開始させる電気活動の正常な生成および伝達の障害を意味する。電気伝導障害に起因する心不整脈は、致死的心室頻拍性不整脈、血行動態が損なわれる徐脈、および心臓ブロックにつながる恐れがある。
【０１６２】
「心臓伝導障害に関係する状態」は、心臓伝導障害に関連する状態、症状、または障害を意味する。心臓伝導障害に関係する状態の例は、不規則な心拍、疲労、息切れ、および心筋収縮の同期の欠如である。
【０１６３】
「処置」、「処置すること」、または「処置する」は、宿主を苦しめる状態に関連する症状を少なくとも軽減することを意味する。軽減は、広い意味で用いられ、例えば処置中の状態に関係する症状とし得るパラメータの大きさを少なくとも小さくすることを指す（不規則な心拍、疲労、息切れ、失神などは、心臓ブロック、心室頻脈などの伝導障害に関係する症状、または、うっ血性心不全（すなわち、収縮の同期の欠如）に関係する症状であり得る）。したがって、処置は、病理学的な状態、または少なくともそれに関係する症状が完全に抑制される、例えばその状態または症状が起こらないか、またはその状態または症状が止まる、例えばその状態または症状が終わり、それによって、宿主がもはやその状態、または少なくともその状態を特徴づける症状に苦しまない状況も含む。別の点で、このような用語は、心臓の少なくとも所定の領域を刺激する能力を高めることを含む。
【０１６４】
コネキシンを過剰発現させる細胞と心筋細胞との間で電気的な接続を確立する方法
本発明のこの実施形態は、コネキシンを発現させる組換え細胞と、心筋細胞との間で電気的な接続を確立する方法を提供する、追加の様式では、この方法は、人為的な心臓刺激エネルギー源との別の結合を含む。この方法は概ね、コネキシン組換え細胞（例えば、骨格筋細胞、（例えば、間葉性、造血性の）幹細胞、線維芽細胞、心臓細胞など）を心筋細胞に接触させて、心筋細胞と組換え細胞との間で電気的な接続を行うというものである。この細胞は、組換え型のものであり、例えば、生物学的に活性なコネキシンタンパク質、例えばコネキシン４３（Ｃｘ４３）タンパク質を産生するように遺伝子操作されたものである。組換え細胞でコネキシンが産生されることにより、組換え細胞と心筋細胞との間が電気的に、したがって電気機械的に接続される。
【０１６５】
コネキシンをコードする核酸
上記で概要を示したように、本発明のこの実施形態の方法では、ゲノムおよびｃＤＮＡの核酸組成物を含めて、核酸組成物を利用する。これらの核酸組成物は、組換え細胞内での発現に適した生物学的に活性なコネキシン４３タンパク質、またはその生物学的に活性な断片、相同体、または類似体をコードするものであり、その後、この組換え細胞が、心筋細胞との電気化学的な接続を形成し得る。
【０１６６】
「コネキシンタンパク質」は、ホモまたはヘテロ六量体として、ギャップ結合のコネキシン中に見られる相同タンパク質のファミリーからのタンパク質を意味する。コネキシンタンパク質は、細胞の電気的な結合に関与する主要なギャップ結合タンパク質である。ギャップ結合は、無機イオンおよびセカンドメッセンジャーを含めて、分子の細胞間の通過を調節し、それによって細胞の電気的な結合を実現する。知られているコネキシンサブユニットアイソフォームの数は１５個よりも多く、約２５ｋＤａから６０ｋＤａの間でサイズが変化し、概ね４つの推定膜貫通  ヘリカルスパナを有する。異なるコネキシンは、心臓の様々な部分に特異的なものである。心臓血管系に見られるコネキシンファミリータンパク質は、Ｃｘ３７、Ｃｘ４０、Ｃｘ４３、およびＣｘ４５を含む（ｖａｎ  Ｖｅｅｎ，ＡＡ、ｖａｎ  Ｒｉｊｅｎ，ＨＶ、Ｏｐｔｈｏｆ，Ｔ．、Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、２００１年８月１日、５１（２）、２１７〜２９頁、Ｓｅｖｅｒｓ，ＮＪ、Ｒｏｔｈｅｒｙ，Ｓ、Ｄｕｐｏｎｔ，Ｅ、Ｃｏｐｐｅｎ，ＳＲ、Ｙｅｈ，ＨＩ、Ｋｏ，ＹＳ、Ｍａｔｓｕｓｈｉｔａ，Ｔ、Ｋａｂａ，Ｒ、Ｈａｌｌｉｄａｙ，Ｄ．、Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ、２００１年２月１日、５２（３）、３０１〜２２頁、Ｋｗｏｎｇ，ＫＦ、Ｓｃｈｕｅｓｓｌｅｒ，ＲＢ、Ｇｒｅｅｎ，ＫＧ、Ｌａｉｎｇ，ＪＧ、Ｂｅｙｅｒ，ＥＣ、Ｂｏｉｎｅａｕ，ＪＰ、Ｓａｆｆｉｔｚ，ＪＥ、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、１９９８年３月２３日、８２（５）、６０４〜１２頁）。
【０１６７】
本明細書で交換可能に用いられるように、「コネキシン４３」および「Ｃｘ４３」は、単離したＣｘ４３ポリペプチドのアミノ酸配列を指す。このポリペプチドは、ギャップ結合および電気機械的な結合に関連する構造的、調節的、または生化学的な機能を有し、任意の種から得ることができるが、ヒト、げっ歯類（例えば、マウスまたはラット）、ウシ、ヒツジ、ブタ、マウス、またはウマ、好ましくはヒトを含めて、特に哺乳類から得られるものである。「コネキシン４３」および「Ｃｘ４３」は、天然、合成、半合成、または組換えとすることができ、すべての天然に存在する突然変異体を含むことを意味し、このアミノ酸配列を、言及したタンパク質分子に関連する完全な天然のアミノ酸配列に限定することを意味するものではない。Ｃｘ４３は、生物学的に活性なＣｘ４３の断片を含む。Ｃｘ４３の例は、ヒトＣｘ４３（遺伝子バンク受託番号  ＸＰ＿０２７４６０、ＸＰ＿０２７４５９、ＸＰ＿００４１２１、Ｐ１７３０２、ＡＡＤ３７８０２、Ａ３５８５３、ＮＰ＿０００１５６、ＡＦ１５１９８０、Ｍ６５１８８、およびＡＡＡ５２１３１）、マウスＣｘ４３（遺伝子バンク受託番号  Ｐ２３２４２、Ｐ１８２４６、Ａ３９８０２、Ａ３６６２３、ＮＰ＿０３４４１８、ＮＭ＿０１２５６７、ＮＭ＿０１０２８８、ＣＡＡ４４６４０）を含み、ラットＣｘ４３は、遺伝子バンク受託番号  Ｐ０８０５０、Ｓ００５３２、ＮＰ＿０３６６９９、ＡＡＡ７５１９４、および１４０４３３９Ａに見られる。
【０１６８】
問題のコネキシンゲノム配列は、開始コドンと停止コドンとの間に存在する核酸を含み、特に興味の対象となるのは、天然の染色体に通常存在するすべてのイントロンを含めて、コネキシン４３遺伝子である。このコネキシンゲノム配列は、成熟ｍＲＮＡに見られる３’および５’の未翻訳領域をさらに含み得る。このコネキシンゲノム配列は、転写領域の５’または３’末端のいずれかにおける約１０ｋｂの、おそらくはそれよりも長いフランキングゲノムＤＮＡを含めて、プロモータ、エンハンサなどの特定の転写および翻訳用の調節配列をさらに含むことがある。このゲノムＤＮＡは、１００ｋｂｐ以上の大型の断片として、または、実質的にフランキング染色体配列がないより小型の断片として単離し得る。別の実施形態では、コネキシンＤＮＡは、ゲノムＤＮＡに見られることがあるイントロン配列が欠如したｃＤＮＡである。このｃＤＮＡは、コネキシン配列に通常関連するプロモータ（例えば、コネキシン遺伝子に内因性のプロモータ）、またはコネキシン配列とは非相同のプロモータ（すなわち、コネキシン配列以外のソースからのプロモータ）に動作可能に結合し得る。
【０１６９】
この５’領域の配列、上流の別の５’の配列、および下流の３’の配列を、エンハンサの結合部位を含めて、コネキシンポリペプチドが通常発現される組織内で発現を行わせるプロモータ要素に使用し得る。用いられるコネキシン配列は、任意の種（例えば、哺乳類または非哺乳類（例えば、爬虫類、両生類、鳥類（例えば、ニワトリ））、特に、ヒト、げっ歯類（例えば、マウスまたはラット）、ウシ、ヒツジ、ブタ、マウス、またはウマ、好ましくはラットまたはヒトを含めて哺乳類）のヌクレオチド配列に基づくものとすることができ、天然、合成、半合成、または組換えにかかわらず、任意のソースから単離または生成し得る。組換え細胞がヒトの細胞の場合、または、この細胞を移植する心臓組織がヒトの場合、コネキシンはヒトコネキシンであるか、または、ヒトコネキシン由来のものであることが好ましい。
【０１７０】
本発明のこの実施形態で使用する核酸組成物は、適宜、コネキシンポリペプチドの全部または一部、通常は少なくとも実質的に全部をコードし得る。ＤＮＡ配列の断片は、例えば、従来の方法に従ってオリゴヌクレオチドを化学的に合成することによって、制限酵素による消化によって、ＰＣＲ増幅によって得ることができる。ほとんどのＤＮＡ断片は、少なくとも約１００個の連続したヌクレオチドからなるものであり、一般に少なくとも約２００ｎｔ、より一般には少なくとも約２５０ｎｔ〜約５００ｎｔである。
【０１７１】
これらのコネキシン遺伝子は、概ね完全な哺乳類染色体以外のものとして単離され、実質的に純粋な形で得られる。このＤＮＡは通常、Ｃｘ４３またはその断片をコードする配列を含まない他の核酸配列が実質的にない状態、すなわち、概ね少なくとも約５０％、通常は少なくとも約９０％純粋な状態で得られることになる。このＤＮＡは、典型的には「組換え型」、すなわち、天然に存在する染色体上で、通常はこのＤＮＡに関連しない１つまたは複数のヌクレオチドが隣接したものである。
【０１７２】
このコネキシンタンパク質の配列を、フランキングプロモータ領域およびコード領域を含めて、当技術分野で周知の様々なやり方で突然変異させ、それによって、プロモータ長、コードされたタンパク質の配列など、目標とする変化が生じ得る。このような突然変異のＤＮＡ配列または産物は、本明細書で提供する配列の１つまたは複数に実質的に類似のものである。すなわち、少なくとも１つのヌクレオチドまたはアミノ酸がそれぞれ異なる。少なくとも２つ、または少なくとも約１０個以上のヌクレオチドまたはアミノ酸が異なることもある。一般に、この配列の変化は、追加、置換、挿入、または除去であり得る。除去はさらに、ドメインまたはエキソンの除去など、より大きな変化を含み得る。このような改変されたコネキシン配列を用いて、例えば、電気機械的な接続を促進するために細胞内に導入する構築物を生成し得る。
【０１７３】
好ましくは、このコネキシン遺伝子は、宿主の属および種に従って選択する（例えば、ヒトがＣｘ４３により改変された細胞を受け取る場合、このＣｘ４３の遺伝子配列はヒトＣｘ４３である）ことに留意されたい。
【０１７４】
コードされたコネキシンは、例えば骨格筋細胞内で産生されると生物学的に活性になり、生物学的に活性なＣｘ４３ポリペプチドにより、骨格筋細胞と心筋細胞との接続の確立が容易になる。理論に拘泥するのではなく、このコネキシンタンパク質（例えば、Ｃｘ４３）を細胞表面で発現させ、ギャップ結合の一部として細胞膜内に挿入する。細胞間で電気的な結合を確立するために、コネキシンは、機能的なギャップ結合でなければならず、それによって、ＧＪＩＣ（ギャップ結合による細胞間コミュニケーション）が形成される。２つの細胞（例えば、成体骨格筋細胞と心筋細胞などの）間の電気的な接続の確認は、当業者によって容易に判定し得る。ギャップ結合は、ギャップ結合浸透性色素、例えばルシファーイエロー（Ｌｕｃｉｆｅｒ  ｙｅｌｌｏｗ）（米国オレゴン州所在のＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ社）を細胞にマイクロインジェクションすることによって評価し得る。この色素は、機能的なギャップ結合が存在するときには１つの細胞から別の細胞に移動する。機能的なギャップ結合（すなわち、Ｃｘ４３の機能的な発現）を検出するためのマイクロインジェクションの手順は、以下の実施例の節で示す。
【０１７５】
組換え細胞は、任意選択で、Ｎ−カドヘリンタンパク質などの他のタンパク質を発現させるように遺伝子操作することができる。ただし、これらの細胞は、移植する細胞の追加の遺伝子操作を避けるために大きく改変しないことが好ましい。さらに、Ｎ−カドヘリンを発現または過剰発現させるためにこの組換え細胞を改変する必要はない。というのは、本発明者らはここで、（例えば、導入または組換えによる）外因性のコネキシンの発現が（任意の内因性コネキシンの発現の存在下で、またはこのような発現が欠如した状態で）十分であることを示したからである。
【０１７６】
コネキシン核酸用の構築物
コネキシン核酸を含む構築物は、当技術分野で周知のものである。例えば、コネキシン４３遺伝子を含む構築物が、Ｅｌ  Ｏａｋｌｅｙ他、Ａｎｎ．Ｔｈｏｒａｃ．Ｓｕｒｇ．、２００１年、７１、１７２４〜３３頁に記載されている。コネキシンをコードする核酸を含む構築物を用いて、問題の特定の細胞を形質変換、形質移入、または形質導入して、改変された細胞内で、導入されたコネキシンをコードする核酸分子を発現させることができる。
【０１７７】
発現させる核酸がＤＮＡの場合、本発明では、問題のＤＮＡに動作可能に結合されたプロモータ（例えば、真核細胞内で機能するプロモータ）を有する任意の構築物を用いることができる。本発明に従って使用し得る、ＤＮＡ配列（または対応するＲＮＡ配列）を含む構築物は、哺乳類細胞内で使用するのに適した、問題のＤＮＡまたはＲＮＡの配列を含む任意の発現構築物とし得る。このような構築物は、プラスミドまたはウィルス性の構築物（例えば、アデノ関連ウィルス、アデノウィルスなど）の核酸を含むことがあり、環状または直鎖状であり得る。この構築物は、真核宿主および／または原核宿主内で複製し得ることが好ましい。当技術分野では適切な構築物が知られており、市販されている。この構築物は、当技術分野で周知の技術を利用して準備し得る。同様に、当技術分野では、遺伝子組換え宿主細胞内で外因性のＤＮＡまたはＲＮＡの配列を発現させる技術が知られている。
【０１７８】
一実施形態では、このＤＮＡ構築物は、哺乳類細胞内で問題のＤＮＡの発現をうまく進めるプロモータを含む。このプロモータは、哺乳類細胞内で機能する強力なプロモータ、例えば、ＣＭＶ（サイトメガロウィルス）、ＭＭＴＶ（マウス乳腺癌ウィルス）、ＲＳＶ（ラウス肉腫ウィルス）、レンチウィルス、またはアデノウィルスからのプロモータなどとし得る。より具体的には、プロモータの例は、ヒトＣＭＶの最初期遺伝子からのプロモータ（Ｂｏｓｈａｒｔ他、Ｃｅｌｌ  ４１、５２１〜５３０頁、１９８５年）、およびＲＳＶのＬＴＲ（末端反復配列）からのプロモータ（Ｇｏｒｍａｎ他、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ７９、６７７７〜６７８１頁、１９８２年）を含む。または、用いられるプロモータは、アクチン遺伝子プロモータなどの強力な通常の真核プロモータとし得る。一実施形態では、用いられるプロモータは、組織に特異的なプロモータとし得る。例えば、構築物内で用いられるプロモータは、心臓細胞に特異的なプロモータ、筋芽細胞に特異的なプロモータ、または成体骨格筋細胞に特異的なプロモータとし得る（Ｌｕｏ他、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ、２００１年２月、１２８（４）、４５９〜６９頁、Ｌｅｅ他、Ｊ．Ｔｈｏｒ．Ｃａｒｄ．Ｓｕｒ．、１９９９年７月、１１８（１）、２６〜４頁、考察３４〜５）。新生児ラットからの初期心筋細胞が、ラットのアシル補酵素合成遺伝子のＣプロモータ（Ｋａｎｄａ他、Ｈｅａｒｔ  Ｖｅｓｓｅｌｓ、２０００年、１５（４）、１９１〜６頁）、ならびにα型およびβ型の心臓ミオシン重鎖遺伝子プロモータ（Ｊａｍｅｓ他、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、２０００年４月１１日、１０１（１４）、１７１５〜２１頁）によって駆動されるレポータ構築物によって形質移入されている。
【０１７９】
本発明のこの実施形態の構築物は、プロモータに加えて、改変された細胞内でのコネキシンの発現を高め調節する配列も含み得る。例えば、ＳＲＦ（血清反応因子）遺伝子が、多数の筋肉遺伝子および成長因子により誘起可能な遺伝子の転写を調節することが示されている。ＳＲＦは筋肉に特異的ではないので、筋原性補様体因子を補充することによって、筋肉遺伝子を活性化することを前提としている。ミオカーディン（ｍｙｏｃａｒｄｉｎ）は、１クラスの筋肉転写因子のメンバであり、ＳＲＦが筋原性活動を筋肉遺伝子に伝えることができる機序を提供する（Ｗａｎｇ他、Ｃｅｌｌ、２００１年６月２９日、１０５（７）、８５１〜６２頁）。
【０１８０】
別の実施形態では、プロモータは、テトラサイクリンにより調節されるプロモータなど、調節プロモータ（例えば、誘起可能なプロモータ）であり、このプロモータからの発現は、外因性の物質（例えば、テトラサイクリン）に暴露することによって調節することができる。本発明で有用な調節プロモータ装置の別の例は、哺乳類プロモータを調節するラックオペレータ−リプレッサ遺伝子調節系である（Ｃｒｏｎｉｎ他、Ｇｅｎｅｓ  Ｄｅｖ．、２００１年６月１５日、１５（１２）、１５０６〜１７頁）。
【０１８１】
真核性の発現では、構築物は、少なくとも、問題のＤＮＡに動作可能に結合された真核プロモータを含むはずであり、問題のＤＮＡは、ポリアデニル化信号配列に動作可能に結合される。このポリアデニル化信号配列は、当技術分野で周知の様々なポリアデニル化信号配列のいずれかから選択し得る。ポリアデニル化信号配列の例は、ＳＶ４０初期ポリアデニル化信号配列である。この構築物は、適切な場合には、１つまたは複数のイントロンも含み得る。これらのイントロンは、特に、問題のＤＮＡがｃＤＮＡである（例えば、天然に存在する配列のイントロンを含まない）場合には、問題のＤＮＡの発現レベルを増加し得る。当技術分野で周知の様々なイントロンのいずれかを用いることができる（例えば、ヒト−グロビンイントロン。これを、問題のＤＮＡに対して位置５’のところで構築物内に挿入する）。
【０１８２】
代替実施形態では、細胞に送達される核酸は、コネキシンタンパク質をコードするＲＮＡである。この実施形態では、ＲＮＡは、標的細胞内で発現が行われる（すなわち、ＲＮＡが翻訳される）ように構成される。問題のタンパク質をコードするＲＮＡ（例えば、ｍＲＮＡ）を産生する方法は、当技術分野で周知のものであり、本発明で有用なコネキシンをコードするＲＮＡの産物に容易に適用し得る。
【０１８３】
組換えコネキシン細胞の産生
組換えコネキシンを発現させるように改変される細胞の例には、骨格筋細胞、（例えば、間葉性、造血性の）幹細胞、線維芽細胞、心臓細胞などを含めて、細胞内で組換えコネキシン（例えば、Ｃｘ４３）の発現が行われるように遺伝子が改変された後で、コネキシンが仲介するギャップ結合を介して心筋細胞と結合し得る任意の細胞が含まれる。特に興味の対象となる一実施形態では、これらの細胞は骨格筋細胞である。
【０１８４】
細胞は、宿主から得ることもできるし（例えば、内因性細胞）、適切な培養細胞株から得ることもできる。細胞は、宿主に関して自家性、同種、または異種（例えば、サル、ブタなど）のものとし得る。ある種の実施形態では、これらの細胞は、生検（例えば、筋生検）によって対象または患者から収集される。この後者の実施形態により、組換えコネキシン発現細胞を宿主の心筋に自家移植することができる。
【０１８５】
組換えコネキシン発現細胞を産生するために使用するのに適した細胞は、骨格筋細胞、特に成体骨格筋細胞、（例えば、間葉性、造血性の）幹細胞、線維芽細胞、心臓細胞などを含む。次いで、コネキシン（例えば、Ｃｘ４３）を産生する発現構築物を細胞内に導入する。これらの細胞は、形質変換の前かつ／または後で、ｉｎ  ｖｉｔｒｏで繁殖させ培養して、心筋組織内に移植するのに利用可能な組換えコネキシン発現細胞の数を増加させることができる。
【０１８６】
より具体的な一実施形態では、この細胞は、コネキシン（例えば、Ｃｘ４３）を発現させる適切なベクタで繁殖させ形質変換させた骨格細胞の筋細胞または細胞株である。これらの組換えコネキシン発現細胞をｉｎ  ｖｉｔｒｏで培養し、これらを用いて心筋内に移植する。別の実施形態では、これらの細胞は、新しい初期培養物または凍結培養物の細胞である。
【０１８７】
コネキシン構築物を哺乳類細胞内に導入する方法は、当業者に周知の標準の手順を含む。
【０１８８】
コネキシンの発現の調節は、改変された細胞を形質導入するのに用いるコネキシン遺伝子を含む構築物内に動作可能に挿入された調節要素を用いて実施し得る。コネキシンの発現を調節する他の方法の例には、組換え細胞に内因性のゲノム調節要素、または、コネキシンの発現を調製する化合物を（例えば、組換え細胞を移植する時点、またはその後で）追加することが含まれる。
【０１８９】
改変された細胞内でのコネキシンの発現は、組換えコネキシンに特異的な抗体を利用するウェスタンブロット法などの技術によって検出することができる。形質転換細胞内での組換えコネキシンの発現を確認する他の方法には、コネキシンｍＲＮＡに特異的なプライマを利用するＲＴ−ＰＣＲ、または、培養液中の形質転換細胞に対する免疫蛍光技術が関与し得る。組換え細胞と心筋細胞とを電気的に接続することをうまく進めるコネキシンポリペプチドの能力は、ｉｎ  ｖｉｖｏモデルで検査することができる。
【０１９０】
組換えコネキシン細胞と心筋細胞との間の機能的ギャップ結合の生成
組換えコネキシン発現細胞は、ｉｎ  ｖｉｔｒｏで培養して細胞の数を増やすことができる。所望の数の組換え細胞が得られた後で、これらの細胞を心筋組織内に導入する。またはそれに加えて、組換えコネキシン細胞と心筋細胞とをｉｎ  ｖｉｔｒｏで同時培養し、次いでそれらを移植する。
【０１９１】
コネキシンが産生されることにより、ギャップ結合を介して、改変された細胞と心筋細胞との電気的な接続が誘起される。心筋細胞と非心筋細胞との細胞特性および電気生理特性が異なるために、同期した電気的なコミュニケーションが行われるには心筋細胞と非心筋細胞とは密に結合することが求められる。本発明では、２つの異なる細胞のタイプの独特かつ新規な相互作用が示される。この相互作用により、心筋の疾患および障害を処置し治療することができる。
【０１９２】
心臓の状態を処置する方法
本発明のこの実施形態は、心臓伝導障害を矯正する方法および心臓伝導障害に関係する心臓の状態を処置する方法を提供する。本発明のこれらの態様は、細胞間のコミュニケーションを増加させて収縮をより同期させることによって、標準の細胞移植に比べて進歩したものである。これらの方法は概ね、宿主の心臓組織を、コネキシンタンパク質（例えば、Ｃｘ４３）を発現する組換え細胞に接触させて、このコネキシンタンパク質が、組換え細胞と心筋細胞との電気的な接続を促進させるというものである。このような接続により心臓内での伝導が改善されることによって、心臓伝導障害の矯正が促進される。特に興味の対象となる実施形態では、この組換え細胞は骨格筋細胞である。
【０１９３】
コネキシンおよび関連する生物学的に活性な化合物または細胞の治療上の様々な利用法には、心筋細胞の連繋した伝導を増大させることが望まれる様々な異なる状態の処置に利用することが含まれる。このような方法による処置を受け入れる疾患の例は、完全心臓ブロック、回帰性不整脈（例えば、心室頻脈）、うっ血性心不全などを含むが、これらに限定されるものではない。収縮の同期を改善することが有利に働く心臓の疾患または障害はどれも、細胞のギャップ結合に影響を及ぼすためにコネキシンまたはその生物学的な均等物を局所的に強化または送達するこれらの方法による処置を受け入れることができる。
【０１９４】
組換えコネキシン細胞の移植
以下の説明は、コネキシン発現細胞の移植技術の例であるが、本明細書の他の実施形態に従って提供される他の送達方法の状況においては特にそうであるように限定することを意図するものではない。当業者には明らかなように、このような他の送達技術は、独立に実行可能と考えるだけでなく、この実施形態の説明と組み合わせて考えるべきである。
【０１９５】
対象の心筋内への組換えコネキシン細胞の移植では、心臓内に組織および／または単離細胞を植え込む周知の手術技術を利用し得る。一般に、対象の心臓組織内に組換え細胞を導入する方法には、米国特許第６，０５９，７２６号（Ｌｅｅ、Ｌｅｓｈ、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｌｏｃａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ＡＶ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｅａｒｔ  ａｎｄ  ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ  ａｃｔｉｖｅ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ  ｔｈｅｒｅｉｎ」）に記載されているように、１）手術による直接注入、または２）経皮技術の２つがある。
【０１９６】
これらの組換えコネキシン細胞は、伝導障害が発生した心臓の任意の区域に移植し得る。移植すべき組換え細胞の量は、処置する心臓疾患のタイプ、心筋組織の全体的な損傷、および移植する細胞内でのコネキシン発現レベルによって決まる。本発明の心臓刺激の態様に関して特に興味の対象は、これらの細胞を、特に中隔ペーシングで使用する心室間中隔を含めて、刺激を行う心臓組織、またはこのような刺激の伝播を高める心臓組織の所定の領域内に送達することである。したがって、「損傷を受けた」心臓組織に言及する場合、このような記述は本明細書では、刺激すべきこのような領域の組織に、これらの特定の領域自体が損傷を受けていなくても（ただし、このような刺激は、他の損傷に関係する状態を処置する際に有効になる）、さらに適用されることを意図している。
【０１９７】
ある種の実施形態では、経皮的な方法によってこれらの組換えコネキシン発現細胞を移植する。非侵襲的な診断技術によって損傷を受けた心臓組織の部位を対象内で正確に求めることができる場合、本明細書で提供する新奇で有益な送達実施形態に対して、当技術分野で周知の、心筋内に経皮注入する一般の方法を用いて、損傷を受けた心筋組織内にこれらの組換えコネキシン細胞を直接注入することができる。治療が有効になるのに必要な組換え細胞の量は、処置中の障害のタイプならびに発生した心臓の損傷の程度に応じて変わることになる。
【０１９８】
同種または異種の細胞など、宿主由来のものではないＣｘ４３過剰発現細胞の移植とともに免疫抑制薬を使用して、移植拒絶の可能性を最小限に抑えることができる。
【０１９９】
他の治療との組合せ
本発明の方法は、適切な場合には他の心臓治療法と組み合わせて用いることもできる。ある種の実施形態では、あるタイプの伝導障害を処置するのに使用する薬剤を、移植する組換えコネキシン細胞と組み合わせて（例えば、移植する前に、移植中に、かつ／または移植後に）損傷を受けた心筋内に投与することができる。コネキシンその他のギャップ結合増強方法との組み合わせる治療法で使用するのに適した心臓薬は、成長因子、ポリヌクレオチドをコードする成長因子、血管形成剤、カルシウムチャネルブロッカ、降圧剤、有糸分裂阻害剤、強心剤、抗アテローム生成剤、抗凝血剤、β遮断剤、抗不整脈剤、抗炎症剤、血管拡張剤、血栓溶解剤、強心配糖体、抗生物質、抗ウィルス剤、抗菌剤、原虫抑制剤、（心室頻脈の処置に使用する）抗不整脈剤、硝酸塩、ＡＣＥ（アンギオテンシン転換酵素）抑制剤、ＢＮＰ（脳性ナトリウム利尿ペプチド）、抗悪性腫瘍薬、ステロイドなどを含むが、これらに限定されるものではない。
【０２００】
コネキシンその他によるギャップ結合増強は、ＣＡＢＧ（冠動脈バイパス手術）に対する補足手順とすることもできる。機能しない心筋瘢痕を、血管再生と合わせて機能する筋肉で置き換えると、血管再生（バイパス手術）単独の場合よりも心筋の能力が改善する。ＣＡＢＧと組み合わせて組換えコネキシン細胞を移植すると、壁応力および虚血負担が減少することにより継続した心筋の再構築が妨げられることによって、手術中に追加の処置が施される。ＣＡＢＧ手術の時点で組換え細胞を移植することによって、心筋内に組換え細胞を送達する追加の手術手順をなくすことができる。
【０２０１】
治療の評価
コネキシンその他によるギャップ結合増強方法による治療の効果は、様々なやり方で監視し得る。本発明の様々な実施形態に関係する心臓ブロック障害の場合には一般に、ＥＣＧ（心電図）またはホルターモニタを使用して、処置の有効性を判定する。心臓の収縮は、心臓内で生成される電気インパルスのために生じ、ＥＣＧは、心調律および電気インパルスの尺度である。ＥＣＧは、治療により対象の心臓内での電気伝導の劣化が、改善され、持続され、なくなり、または遅くなったかどうかを判定するのに極めて効果的かつ非侵襲的なやり方である。心臓の異常、不整脈障害などを監視するために長期間にわたって身につけることができる携帯型ＥＣＧであるホルターモニタを使用することも、治療の有効性を評価する信頼性の高い方法である。
【０２０２】
心臓内にカテーテルを経皮配置して心臓の伝導特性を評価することを伴う電気生理学検査も利用して治療を評価することができる。
【０２０３】
コネキシンまたは関連する生物活性作用剤の送達により処置する状態がうっ血性心不全である場合、心エコーまたは核の検討を利用して、心室機能の改善を判定し得る。心筋組織内に組換えコネキシン細胞を移植する前後で心エコーを比較すると、確実に処置を評価し得る。
【０２０４】
治療の有効性を評価する上記の方法は単なる例であり、限定的することを意図するものではない。（例えば、心臓機能を監視することによって）同期した結合を検出するための多くの適切な検定法は、当技術分野で周知のものであり、それらを構成させて利用することができる。
【実施例】
【０２０５】
以下に実施例を提示して、本発明のこれらの実施形態をどのように理解し利用するかについて当業者に完全に開示し説明する。これらの実施例は、発明とみなすものの範囲を限定するためのものではない。また、以下の実験が、実施されたすべての、または唯一の実験であることを示すためのものでもなく、この開示に基づいて、当業者による必要以上の実験を行うことなしに実施し得る唯一の方法または処置であることを示すためのものでもない。用いられた数値（例えば、量、温度など）に関する精度を確保するよう努めたが、いくらかの実験誤差および偏差は補償すべきである。特に指示のない限り、割合は重量の割合であり、分子量は平均分子量、温度は摂氏度数、圧力は大気圧またはその付近である。
【０２０６】
本発明の特定の実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることができ、均等物を代わりに使用し得ることが当業者には理解されよう。さらに、多くの改変を加えて、特定の状況、材料、物質の組成、工程、１つまたは複数の工程ステップを、本発明の目的、趣旨、および範囲に構成させることができる。すべてのこのような改変形態が、本明細書に添付の特許請求の範囲の範囲に含まれることが意図されている。
【０２０７】
（実施例１）
骨格筋芽細胞／筋管細胞の、心臓組織を電気的に励起する能力の特徴づけ
組織工学技術は、心臓疾患および伝導異常の末期段階を処置する従来方式の治療の魅力的な代替手段である。細胞移植により、患者の機能が元に戻る見込みがある。
【０２０８】
生検した骨格筋は、衛星細胞、骨格筋芽細胞を有する。これらの細胞は、分割することもできるし、増やすこともできる。骨格筋芽細胞は、最初はＣｘ４３を発現させる。ただし、これらの細胞が成熟し、筋管細胞（収縮性の筋線維になる基本単位）に分化すると、骨格筋管細胞内ではＣｘ４３の発現が最も少なくなる。
【０２０９】
骨格筋芽細胞および筋管細胞の電気生理学的な細胞の特徴は異なる。筋芽細胞が筋管細胞に分化するまでの様々な期間の活動電位パラメータの特徴付けを行った。骨格筋芽細胞は、生後２〜５日の新生児ラットの後肢の筋肉から酵素分散によって単離した。筋芽細胞を分化させて、増殖培地の代わりにＤＭ（確認培地）を使用することによって培養液中で多核性の筋管細胞にした（９８％ＤＭＥＭ、２％ウマ血清（ＨｙＣｌｏｎｅ）、ペニシリンＧ  １００Ｕ／ｍｌ、およびストレプトマイシン１００μｇ／ｍｌ）。ＤＭ内で２〜１４日間培養した筋芽細胞および筋管細胞を検討した。全細胞構成のパッチクランプ技術を利用して、活動電位を記録した。ＲＭＰ（静止膜電位）、ＡＰＡ（活動電位の振幅）、５０％再分極における活動電位持続時間（ＡＰＤ５０）の測定値が得られた（表１）。
【０２１０】
４日で筋芽細胞は分化し始めて多核性筋管細胞になった。これらは、１０〜１４日のうちに、網状の自発的な収縮性線維を形成し始めた。
【０２１１】
【表１】
2006506207.tif 000003
【０２１２】
新たに単離した骨格筋芽細胞の活動電位は測定可能ではなく、これらの細胞を電気的に刺激することはできなかった。
【０２１３】
ＲＭＰ：８日目と１０〜１４日目とでは有意な差はなかった。
【０２１４】
ＡＰＡ：発生段階中に筋管細胞のＲＭＰの負の値がより大きくなるのにともなって、活動電位の振幅も増加し、１０〜１１日目でピーク値に達した。次いで、ＡＰＡは、１３〜１４日目まで同時に減少した。１０日目と８日目との間、１１〜１４日目では有意な差は見られなかった。
【０２１５】
Ｖｍａｘ：ＡＰＡの変化と類似の変化が認められた。
【０２１６】
ＡＰＤ５０：ＡＰＤ５０は、１１〜１２日目に最小値になり、次いで増加した。２日目を除き、各群の間で有意な差はなかった。
【０２１７】
このように、活動電位パラメータは、筋芽細胞が筋管細胞に分化するまでの様々な期間で変化する。
【０２１８】
これらのパッチクランプのデータから、７日未満ではＤＭ中の筋芽細胞を相対的に電気励起し得ないことが明らかである。これらの結果により、移植された骨格筋芽細胞／筋管細胞では一般に、ギャップ結合を介して細胞結合が高められない限り、細胞間伝導を高めるのに十分な電気インパルスが伝播しないことになる。
【０２１９】
コンピュータによるモデル化を利用して、骨格筋芽細胞と心筋細胞を含む筋線維との間の細胞間電気励起を評価した（Ｌｅｅ  Ｒ他、Ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ２８−１、Ｓ５４、２０００年）。このモデル化は、各細胞タイプの細胞パラメータの測定値を組み込むことによって実施した。コンピュータによるモデル化の結果から、骨格細胞のＡＰＤ（活動電位持続時間）は、心臓細胞に比べて短く（筋芽細胞および筋線維についてそれぞれ、１．６ミリ秒および２．８ミリ秒）、これが、骨格−骨格励起および骨格−心臓励起を主に制限していることがわかった。骨格細胞がそれらの下流の隣接した骨格細胞を十分に迅速に、２．５ミリ秒以内で、それら自体が再分極する前に励起するには、細胞間結合の程度が高いことが必要であった。心臓のＡＰＤは長く（１７８ミリ秒）、電荷を与える細胞が再分極する前に、心臓細胞がそれらの下流の隣接した心臓細胞を荷電するのに長い時間があった。細胞間結合を減少させると、隣接細胞に電荷を与えるのに必要な時間が増加した。均質鎖において、依然として細胞間励起が可能な細胞間結合の減少の比は、心室、骨格筋芽細胞、および骨格筋線維の細胞タイプについてそれぞれ４５：５：１であった。混合鎖では、励起を制限する因子は、骨格細胞がソース細胞である場合であった。
【０２２０】
これらの結果から、以下のことが示される。１）骨格活動電位は短いので、心臓細胞に十分な励起電荷を提供する能力が制限されることにより、骨格から心臓への伝導が制限される。２）骨格筋芽細胞が筋線維に分化すると、励起能力がさらに制限される。３）骨格から心臓にうまく伝導させるには、極めて高いレベルのギャップ結合の結合が必要とされる。
【０２２１】
そのため、細胞間結合が減少する状態では、移植された骨格細胞と隣接する心筋との間の電気的な伝達が著しく減少することになる。電気的な伝達が遅くなるか、または遮断されると、潜在的に致死的不整脈につながる恐れがある。
【０２２２】
（実施例２）
骨格筋移植の電気生理学的な結果
心筋内への骨格筋移植の電気生理学的な結果を評価するために、心臓伝導を評価するｉｎ  ｖｉｖｏモデルを使用した。心臓伝導系の特定の区域への遺伝子導入の実現可能性が以前に示されている（Ｌｅｅ他、１１９８  ＰＡＣＥ  ２１−ＩＩ、６０６、Ｇａｌｌｉｎｇｈｏｕｓｅ他、１９９６年１１月、Ａｍ  Ｈｅａｒｔ  Ａｓｓｏｃ．、米国特許第６，０５９，７２６号）。例えば、ラットおよびブタのＡＶ結節における組換えβガラクトシダーゼの極めて効率的で明確に局在化された発現が記載されている。ＡＶ結節注入の精度および再現性は、ラットにおけるＡＶブロックの生成によって実証されている（Ｌｅｅ他、１９９８年、Ｊ  Ａｐｐｌ  Ｐｈｙｓｉｏｌ．８５（２）、７５８〜７６３頁）。心房と心室との間で電気的な伝達を行うための電気的に絶縁された導管としてＡＶ伝導軸が、心臓電気生理学研究用の戦略的な位置に置かれる。
【０２２３】
骨格筋の移植がＡＶ結節の電気生理学的な特性に関する伝導を変化させたかどうかを判定するために、ＡＶ結節注入に関するラットモデルを使用した（Ｌｅｅ他、１９９８年、Ｊ  Ａｐｐｌ  Ｐｈｙｓｉｏｌ．８５（２）、７５８〜７６３頁）。動物は、（自律神経系の影響を抑制するためにアトロピンおよびプロプラノロールを使用して）化学的に神経を除去し、右心房の過駆動ペーシングおよび心房のプログラム期の期外刺激について検討した。これらは、ともにあらかじめ注入され、犠牲時に行われた。表面ＥＣＧ  ＰＲ間隔を、ＡＶＢＣＬ（ＡＶ結節ブロックサイクル期間）（ＡＶ伝導が順に長くなり、次いで、伝導しなくなる速度）およびＥＲＰ（有効不応期）（心房過剰刺激がＡＶ結節を介して伝導しない結合間隔）とともに測定した。ラットのＡＶＮ（ｎ＝８）内に骨格筋芽細胞（１×１０５、１５μｌ）または小胞を１回注入した。
【０２２４】
骨格筋芽細胞を移植した動物では、ＡＶ結合の電気生理学的な特性が有意に変化した。コントロール用の動物と比べて、骨格筋芽細胞を注入したラットでは、Ｗｅｎｋｅｂａｃｈサイクル期間の有意な変化（７０．０±４．４対５７．０±５．０ミリ秒、ｐ＜０．０１）およびＡＶ結節不応期（１１３．８±５．６対８７．０±６．２ミリ秒、ｐ＜０．００５）の有意な変化が記録された。ＡＶＮの組織学的な検討から、約１０％のＡＶＮが、炎症が最小の状態から全くない状態に含まれることが明らかになった。組織学的には、コントロールの小胞注入ではＡＶ伝導軸は正常に見えた。興味深いことに、ＰＲ間隔は有意に変化しなかった。これは、表面ＥＫＧマーカが心臓伝導特性の影響を受けないことを反映している。
【０２２５】
これらの結果は、移植した骨格筋芽細胞が（ＡＶＮのほんの一部しか関与していないときでさえ）心臓伝導を変化させ、伝導が遅いか、または遮断される領域に導かれることがあることの別の証拠になる。したがって、骨格筋芽細胞が筋管細胞に分化し、ギャップ結合を形成する能力を失うと、電気インパルスを伝播させる能力が減少する。
【０２２６】
（実施例３〜７）
方法および材料
実施例３〜７では以下の材料および方法を用いた。
【０２２７】
骨格筋芽細胞の単離および培養
この手順は、米国カリフォルニア大学サンフランシスコ校動物研究委員会（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｎ  Ａｎｉｍａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）によって承認されたものであり、連邦政府指針に従って実施された。前に説明したように、生後２〜５日のＣ３Ｈ新生児マウスから酵素分散によって新生児骨格筋芽細胞を単離し、前に説明したように培養した（Ｒａｎｄｏ，Ｔ．、Ｂｌａｕ，Ｈ．Ｍ．、（１９９４年）、Ｊ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ．１２５、１２７５〜１２８７頁）。単離後、ＧＭ（増殖培地）（８０％Ｆ−１０培地（ＧＩＢＣＯ  ＢＲＬ）、２０％ＦＢＳ（ＨｙＣｌｏｎｅ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社）、ペニシリンＧ  １００Ｕ／ｍｌおよびストレプトマイシン１００μｇ／ｍｌ、ｂＦＧＦ  ２．５ｎｇ／ｍｌ（ヒト、Ｐｒｏｍｅｇａ社））で細胞を培養した。９５％に加湿した空気および５％ＣＯ２中のＧＭ培地内で骨格筋芽細胞を維持した。培養物の飽和密度が７５％になった後で（０日目）、これらの筋芽細胞をＧＭ培地で、またはＤＭ（確認培地）（９８％ＤＭＥＭ、２％ウマ血清（ＨｙＣｌｏｎｅ）、ペニシリンＧ  １００Ｕ／ｍｌ、およびストレプトマイシン１００μｇ／ｍｌ）に変えて培養した。ＤＭ内で培養した筋芽細胞を、９５％に加湿した空気および１０％ＣＯ２中でインキュベートした。０日目、２日目、４日目、７日目にそれぞれ筋芽細胞を収集して、ＲＮＡおよびタンパク質を抽出した。
【０２２８】
コネキシン４３の産生
ラットのコネキシン４３（Ｃｘ４３）のｃＤＮＡをクローン化してＭＦＧレトロウィルスベクタにし、前に説明したようにマウスの筋芽細胞に形質導入した（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  ＭＬ、Ｃｈｅｎ  ＡＳ、Ｋｒａｆｔ  ＰＥ、Ｂｅｄｎａｒｓｋｉ  Ｍ、Ｂｌａｕ  ＨＭ、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｅｌｌ．、１９９８年、２、５４９〜５５８頁）。このベクタは、筋肉内で安定に発現することが示されている（Ｄｈａｗａｎ  Ｊ、Ｐａｎ  ＬＣ、Ｐａｖｌａｔｈ  ＧＫ、Ｔｒａｖｉｓ  ＭＡ、Ｌａｎｃｔｏｔ  ＡＭ、Ｂｌａｕ  ＨＭ、Ｓｃｉｅｎｃｅ  １９９１年、２５４、１５０９〜１５１２頁）。コントロール用の筋芽細胞として、大腸菌β−ｇａｌ（β−ガラクトシダーゼ）遺伝子内ですでに発現している初期筋芽細胞（ＴＲ／Ｚ）を使用した（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｍ．Ｌ．、Ｂｌａｕ，Ｈ．Ｍ．、Ｓｏｍ．Ｃｅｌｌ  Ｍｏｌ．Ｇｅｎｅｔ．、１９９７年、２３、２０３〜２０９頁）。
【０２２９】
ＲＴ−ＰＣＲを利用したｍＲＮＡのレベルの決定
米国カリフォルニア州所在のＱｉａｇｅｎ社のＱｉａｇｅｎ  Ｋｉｔを使用して培養細胞からＲＮＡを準備し、分光光度法よって定量した（Ａ２６０およびＡ２８０の測定値）。Ｏｌｉｇ−ｄＴを使用して３７℃で１時間、各試料のＲＮＡ（１μｇ）を逆転写し、同じ量のｃＤＮＡを、コネキシン４３、ミオゲニン（ｍｙｏｇｅｎｉｎ）、ミオＤ（ｍｙｏＤ）、デスミン、およびＧＡＰＤＨについてそれぞれ増幅した。表２に、この検討で使用した異なるプライマを記載した。９４℃で変性させた後で、ある特定のサイクル（９４℃で３０秒、５５℃で３０秒、および７２℃で３０秒）で５分間増幅を実施し、その後、さらに７２サイクルを５分間行った。産物を半定量するのに最適なサイクルの数は、ＧＡＰＤＨおよびコネキシン４３では２５、ミオゲニン、ミオＤ、およびデスミンでは２２であった。２％アガロースゲル上で電気泳動によってＰＣＲによる産物を分解し、ＮＩＨソフトウエアを用いる濃度測定法で分析した。コネキシン４３、ミオゲニン、ミオＤ、およびデスミンの発現レベルをＧＡＰＤＨのレベルで正規化し、０日目のレベルを１とした。
【０２３０】
【表２】
2006506207.tif 000004
【０２３１】
ウェスタンブロット法によるタンパク質発現の検出
培養細胞から可溶性タンパク質全量を抽出し、ブラッドフォード法（Ｂｒａｄｆｏｒｄ  ｍｅｔｈｏｄ）によって定量した。コネキシン４３、ＭＨＣ、Ｐ２１を検出するために、１０〜２０％の分解ゲルを使用してＳＤＳ−ＰＡＧＥによって可溶性タンパク質（４０μｇ）を分離した。タンパク質をＨＹＢＯＮＤ（商標）−ＥＣＬニトロセルロース膜にエレクトロブロッティングし、ＥＣＬ検出キットを使用して、上記で説明したように免疫反応を実施した。コネキシン４３は、抗コネキシン４３ウサギポリクローナル抗体（米国カリフォルニア州所在のＺｙｍｅｄ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社）（１：１０００）を使用して検出した。ミオシン重鎖タンパク質は、Ｍｆ−２０抗体（米国アイオワ大学、発生研究ハイブリドーマバンク（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ  ｓｔｕｄｉｅｓ  ｈｙｂｒｉｄｏｍａ  ｂａｎｋ））（１：２０００希釈）によって検出した。Ｐ２１タンパク質は、Ｐ２１抗体（米国カリフォルニア州所在のＣｈｅｍｉｃｏｎ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社）（１：５００希釈）によって検出した。
【０２３２】
免疫蛍光分析
Ｔｏｍａｋｉｄｉ  Ｐ、Ｃｈｅｎｇ  Ｈ、Ｋｏｈｌ  Ａ、Ｋｏｍｐｏｓｃｈ  Ｇ、Ａｌｏｎｓｏ  Ａ、Ｃｅｌｌ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｒｅｓ、２０００年、３０１（２）、３２３〜３２７頁に記載されているように、コネキシン４３、ＭＨＣ、デスミンについて免疫蛍光法を実施した。簡単に言うと、ＧＭ培地を含むチャンバスライド上に筋芽細胞を蒔いた。７０〜８０％の飽和密度で、この培地をＧＭ内で維持するか、またはＤＭに換えた。０日目、２日目、４日目、および７日目に細胞を収集した。４％パラホルムアルデヒドＰＢＳ溶液で固定し、０．２％トリトンＸ−１００／ＰＢＳで固定後透過化処理をした後で、３％ＢＳＡで１時間、細胞をブロッキングし、室温で１時間、１次抗体とともにインキュベートした。ＰＢＳで３回洗浄した後で、ＦＩＴＣ結合２次抗体を使用して１時間インキュベートした。デスミン抗体（米国ミズーリ州セントルイス所在のＳｉｇｍａ社）、コネキシン４３（米国カリフォルニア州所在のＺｙｍｅｄ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社）、およびＭＦ−２０（米国アイオワ大学、発生研究ハイブリドーマバンク）についての希釈度はそれぞれ、１：１００、１：１００、および１：５０とした。
【０２３３】
マイクロインジェクション技術
ギャップ結合浸透性色素であるルシファーイエロー（米国オレゴン州所在のＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ社）を細胞にマイクロインジェクションすることによって、ギャップ結合を評価した。マイクロインジェクションは、１）７０〜８０％の飽和密度のコントロール（ＴＲ／Ｚ）およびＣＸ４３筋芽細胞、２）ＴＲ／ＺおよびＣＸ４３筋管細胞、および３）同時培養したＡＲＣ（成体ラット心筋細胞）および成体骨格筋芽細胞または筋管細胞の形で実施した。色素溶液は、２％（ギャップ結合浸透性）ルシファーイエローおよび１％（ギャップ結合浸透性）テトラメチルローダミン−デキストラン（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ社）の無菌蒸留水溶液から構成した。マイクロインジェクションは、Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ社製ＦｅｍｔｏＪｅｔ、マイクロマニピュレータ５１７１を使用して、０．５±０．２μｍのチップマイクロピペット（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ社製Ｆｅｍｔｏｔｉｐｓ）を通して８０ｈｐａのパルス圧力を持続時間０．３秒で実施した。培養細胞を洗浄し、培地を、１０％ＦＢＳを含むＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）に換えた。蛍光位相差光学系を備えたＮｉｋｏｎ  ＴＥ３００顕微鏡を使用してインジェクションを行った。
【０２３４】
（実施例３）
ギャップ結合タンパク質の発現
上記で説明したように、コネキシン４３をコードする核酸を骨格筋細胞に導入した。組換えＣｘ４３発現筋芽細胞または筋管細胞に分化した組換えＣｘ４３発現筋芽細胞と、他のタイプの筋芽細胞または筋管細胞との間の機能的ギャップ結合の形成を評価した。最初はＣｘ４３を発現し、次いで、筋管細胞に分化する間にＣｘ４３の発現が下方制御されるコントロール（ＴＲ／Ｚ）筋芽細胞を、コントロール筋管細胞ではなくコントロール筋芽細胞での機能的ギャップ結合および色素移動のコントロールとして使用した。
【０２３５】
コントロール細胞およびＣｘ４３細胞内でのＣｘ４３のｍＲＮＡの変化（図２Ａおよび図２Ｂ）ならびにタンパク質の変化（図２Ｃおよび図２Ｄ）を観察した。ＲＴ−ＰＣＲの電気泳動アガロースゲル実験により、０日目、２日目、４日目、および７日目に、コントロール細胞（ＴＲ／Ｚ）および組換えＣｘ４３発現細胞のｍＲＮＡのＣｘ４３のレベルが示された。Ｃｘ４３のｍＲＮＡの平均レベルを、ＲＴ−ＰＣＲによって、０日目、２日目、４日目、および７日目の３つのコントロール試料および３つの組換えＣｘ４３発現細胞試料について決定した。ＴＲ／Ｚコントロール（形質変換していない）骨格筋管細胞では、コネキシン４３のｍＲＮＡのレベルは７日目までに有意に下方制御され、これに対して、Ｃｘ４３改変細胞では、０日目〜７日目でＣｘ４３のｍＲＮＡ発現の有意な差が示されなかった。これは、コネキシン４３遺伝子によるレトロウィルス形質導入が行われ、コントロール筋管細胞と異なり、成熟した筋管細胞内でＣｘ４３が発現したことを示している（７日目）。
【０２３６】
Ｃｘ４３のｍＲＮＡについて分析した同じ細胞に関係するＣｘ４３タンパク質のレベルも観察した。Ｃｘ４３タンパク質についてのウェスタンブロット法により、０日目、２日目、４日目、および７日目の、コントロール細胞および組換えＣｘ４３発現細胞内に存在するＣｘ４３タンパク質の相対量が示された。Ｃｘ４３ウェスタンブロット法の実験を利用して、０日目、２日目、４日目、および７日目の３つのコントロール細胞試料および３つのＣｘ４３発現細胞試料中のＣｘ４３タンパク質の相対量を求めた。タンパク質発現の結果はＲＴ−ＰＣＲの結果と一致し、組換えＣｘ４３の発現が、７日目のコントロール細胞でのコネキシン４３の低下を補うことができることが確認された。ＲＴ−ＰＣＲの結果は、Ｃｘ４３のｍＲＮＡのレベルは予想どおりであったことを示している。すなわち、コントロール細胞では次第に低下し、７日目でほとんどゼロになるが、組換えＣｘ４３発現細胞についてのＣｘ４３のｍＲＮＡのレベルは、０日目〜７日目を通して変化しなかった。ＧＡＰＤＨは、これらのＲＴ−ＰＣＲによる検討で内部コントロールとして使用した。抗体によるＣｘ４３についてのウェスタンブロット法により、コントロール細胞では、２日目でＣｘ４３の発現が下方制御され、４日以降（筋管細胞の形成中）ではほとんどゼロになることが示されたが、組換えＣｘ４３発現細胞は、いかなる下方制御も示さず、むしろ７日目で上方制御を検出することがあった。骨格筋芽細胞では、分化の前後で、Ｎ−カドヘリンのｍＲＮＡおよびタンパク質発現のレベルの差は見られなかった。
【０２３７】
機能的ギャップ結合の形成を調べるマイクロインジェクションによる検討を、コントロール細胞（筋芽細胞および筋管細胞）ならびに組換えＣｘ４３発現細胞（筋芽細胞および筋管細胞）に対して行った。インジェクションを行った細胞は、ローダミンデキストランおよびルシファーイエローで標識した。ルシファーイエローは、機能的ギャップ結合を介して１つの細胞から別の細胞に移動し得るものである。位相コントラストパネルにより、各組の実験でインジェクションを行った細胞が示された。骨格筋芽細胞間または筋管細胞間のマイクロインジェクションによる検討から、ローダミンまたはルシファーイエローの色素の相対的な移動が示された。位相コントラスト顕微法、およびローダミンまたはルシファーイエローの蛍光色素に適切な蛍光照明下で、問題の細胞を観察した。観察は、Ｃｘ４３を発現させ、他のコントロール筋芽細胞に接触するコントロール筋芽細胞、Ｃｘ４３筋芽細胞に結合したＣｘ４３筋芽細胞、および（Ｃｘ４３を発現しない）コントロール筋管細胞からコントロール筋管細胞、ならびにＣｘ４３筋管細胞からＣｘ４３筋管細胞に関して行った。
【０２３８】
これらのマイクロインジェクションによる検討から、骨格筋芽細胞では、コントロール（ＴＲ／Ｚ）およびＣｘ４３の筋芽細胞でともに色素（ルシファーイエロー）の移動を観察し得ることが明らかになった。ＤＭ培地を含む培養液で７日経った後では、コントロール筋芽細胞から形成された筋管細胞内で色素の移動を観察することができなかった。７日間、確認培地に置かれたＣｘ４３により形質導入された骨格細胞では、色素の移動が継続して行われた。要約すると、これらのマイクロインジェクションによる実験から、確認培地に置かれたＣｘ４３形質導入骨格筋芽細胞では色素の移動が生じ、コントロール筋管細胞では色素の移動が生じないことが示された。
【０２３９】
（実施例４）
ギャップ結合機能および同時培養実験
筋芽細胞と、培養したＡＲＣ（成体ラット心筋細胞）との間のギャップ結合の形成を評価するために、標準的な方法で、体重２００〜２５０ｇのメスのＳＤラットから、単一の成体ラットの心室心筋細胞を酵素により単離した。簡単に言うと、腹腔内麻酔（ペントバルビタール１００ｍｇ／ｋｇ）の後で、ラットの心臓を迅速に切除し、ランゲンドルフ技法（Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を利用して、大動脈を介して逆行性灌流した。灌流は、溶液Ａ（公称上Ｃａ２＋が存在しない溶液、ＮａＣｌ  １３４ｍＭ、ＫＣＬ  ５．４ｍＭ、ヘペス  １０ｍＭ、グルコース  １０ｍＭ、ＭｇＣｌ２  １ｍＭ、ＮａＨ２ＰＯ４  ０．３３ｍＭ、ＮａＯＨでｐＨ７．４に滴定）を使用して３７℃で５分間、次いで、溶液Ａ、コラゲナーゼ  １ｍｇ／ｍｌ（タイプＢ、ドイツ国所在のＢｏｅｈｒｉｎｇｅｒ  Ｍａｎｎｈｅｉｍ社）を含むＣａＣｌ２  ０．１ｍＭで約１５分間実施し、その後、溶液ＡおよびＣａＣｌ２  ０．２ｍＭで５分間洗浄した。その後、左心室を取り出し、小さな断片に切断した。これらを、溶液Ａ  ２０ｍｌおよびＣａＣｌ２  ０．１ｍＭで、振とうさせながら３７℃で１０分間、ガラス製三角フラスコ内でインキュベートした。この細胞懸濁液を（２００ミクロンメッシュで）濾過し、濾過液を５分間沈殿させた。上澄み液のＣａ２＋濃度を、１ｍＭのＣａ２＋を含む溶液で徐々に増加させ、最終的に濃度を０．５ｍＭにした。ＡＲＣは、ラミニンを被覆したディッシュ内の、１０％ＦＢＳ、ペニシリンＧ  １００Ｕ／ｍｌ、およびストレプトマイシン１００μｇ／ｍｌを追加したＨＡＭ−Ｆ−１２／Ｍ１９９（１：１）内で、棒状細胞の密度を１平方センチメートル当たり１０４個に増やした。
【０２４０】
血清を含む培地では、ＡＲＣは、脱分化／再分化と称する形態変化を受ける。この形態変化は、棒状形状が失われ、筋原線維が分解し、その後の広がり、収縮装置が再構築されることによって特徴づけられる。３日目に、線維芽細胞の過剰増殖を妨げるために、シトシンアラビノウラノサイド（５μＭ）を追加した。７日目までにＡＲＣの大部分が再分化し、収縮活性が観察された。分化／再分化が完了した後で、このＡＲＣ培養物に、（１０４個／ｃｍ２の）骨格筋芽細胞を追加した。これらを、ＨＡＭ−Ｆ−１２／Ｍ１９９培地内で一晩保持し、次の日にマイクロインジェクションを実施して、筋芽細胞とＡＲＣとの間の色素の移動を評価した。筋管細胞の形成を誘起するために、この培地をＤＭに換え、筋管細胞が形成された後（７日目）で、マイクロインジェクションを実施した。
【０２４１】
機能的ギャップ結合の形成を調べるマイクロインジェクションによる検討を、心筋細胞と、コントロール細胞（骨格筋芽細胞および筋管細胞）または組換えＣｘ４３発現細胞（骨格筋芽細胞および筋管細胞）との間で行った。インジェクションを行った細胞は、ローダミンデキストランおよびルシファーイエローで標識した。ルシファーイエローは、機能的ギャップ結合を介して１つの細胞から別の細胞に移動し得るものである。各組の実験においてインジェクションを行った細胞を観察した。同時培養の実験では、ＡＲＣ（成体ラット心筋細胞）と、Ｃｘ４３を発現するコントロール筋芽細胞またはＣｘ４３筋芽細胞との間で色素の移動を観察することができた。分化培養で７日経った後でさえ、Ｃｘ４３細胞は、ＡＲＣとの色素の移動を行うことができ、機能的ギャップ結合が示された。これに対して、コントロール骨格筋管細胞とＡＲＣとの間で色素の移動はなかった。要約すると、これらの実験から、２つの異なる細胞タイプの間で、これらの細胞の一方で組換えコネキシンを発現させることによって機能的ギャップ結合を形成し得ること、具体的には、Ｃｘ４３を過剰発現させるように改変された成体骨格筋細胞と心筋細胞との間で機能的ギャップ結合を形成し得ることが示され、それによって、本発明の独特かつ新規な特徴が示される。
【０２４２】
（実施例５）
骨格筋芽細胞の分化に対するコネキシン４３発現の効果
骨格筋芽細胞の分化に対するコネキシン４３発現の効果を判定するために、他のタンパク質の発現レベルを分析した。免疫蛍光による検討を実施して、コントロール細胞およびＣｘ４３細胞内で、筋芽細胞から筋管細胞への分化の２つの強力なマーカであるＭＨＣおよびデスミンの発現レベルを分析した。コントロール骨格筋芽細胞は、７日間のＤＭによるインキュベートの後で、多核性筋管細胞に分化した。コネキシン４３の群では、ＤＭ内で１４日経った後でさえ、筋管細胞は形成されなかった。明らかに、組換えＣｘ４３の発現により、筋芽細胞による筋管細胞の形成が妨げられた。免疫蛍光による検討から、筋芽細胞から筋管細胞への分化の２つの強力なマーカであるＭＦ−２０（ＭＨＣ）およびデスミンが、７日目に、コントロール試料内に存在し、Ｃｘ４３発現試料内には存在しないことが示された。ウェスタンブロット法による検討から得られたＭＦ−２０の発現は、免疫蛍光による検討と一致した。細胞有糸分裂阻害のマーカであるＰ２１の発現は、これらの群の間で一貫した変化を示し、０日目から７日目まで徐々に上方制御された。これは、ＴＲ／ＺおよびＣｘ４３の細胞がともに、培地がＤＭに変わったときに、分裂が停止されることを反映している。
【０２４３】
組換えコネキシン４３の発現が筋管細胞に有害であるか、または、筋芽細胞から筋管細胞への分化の間でのみ有害であるかどうかを判定するために、骨格筋芽細胞および筋管細胞に、Ｃｘ４３遺伝子を有する複製不全アデノウィルス（Ａｄ  Ｃｘ４３）を形質移入した。Ａｄ  Ｃｘ４３を形質移入し、確認培地に移した筋芽細胞では、筋管細胞の形成が低下した。これに対して、完全に分化した筋管細胞にＡｄ  Ｃｘ４３を形質移入しても、見かけは正常であり、コントロール筋管細胞に類似の秩序立った配列で整列したままであった。Ｃｘ４３を伴わずにコントロールアデノウィルスを形質移入すると、発育は正常に行われた。
【０２４４】
（実施例６）
骨格筋内でのＣｘ４３の発現によるＡＶ結節での電気伝導の改善
コネキシンの強制的な発現が心臓伝導を改善するかどうかを判定するために、骨格筋細胞にＣｘ４３を形質導入し（ｉｎ  ｖｉｔｒｏの実験で使用したのと同じ細胞）、それらを免疫不全ラットのＡＶ結節に注入した（Ｌｅｅ他、１９９８年、Ｊ  Ａｐｐｌ  Ｐｈｙｓｉｏｌ．８５（２）、７５８〜７６３頁）。Ｃｘ４３を形質導入した骨格筋芽細胞（２５μｌ当たり２．５×１０６個の細胞；ｎ＝８）を注入した動物と、コントロール骨格筋芽細胞（２５μｌ当たり２．５×１０６個の細胞；ｎ＝５）を注入した動物とを比較した。表面ＥＣＧ  ＰＲ間隔を、ＡＶＢＣＬ（ＡＶ結節ブロックサイクル期間）（ＡＶ伝導が順に長くなり、次いで、伝導しなくなる速度）およびＡＶＮ  ＥＲＰ（ＡＶＮ有効不応期）（心房期外刺激がＡＶ結節を介して伝導しない結合間隔）とともに測定した。
【０２４５】
コントロール骨格筋細胞を注入した動物と比較して、Ｃｘ４３を形質導入した骨格筋芽細胞を注入した動物では、ＰＲ間隔が有意に短縮されたことが観察された（４０．６±１．９ミリ秒対４７．６±２．５ミリ秒；ｐ＜０．０００１、対応のあるＴ検定）。コントロール骨格筋芽細胞を注入した動物と比較して、Ｃｘ４３を形質導入した骨格筋芽細胞を注入した動物では、ＡＶＢＣＬ（９６．７±１０ミリ秒対１１２．０±１１．０ミリ秒；ｐ＜０．０３、対応のあるＴ検定）およびＡＶＮ  ＥＲＰ（８０．０±９．２ミリ秒対１００．０±１６．０ミリ秒；ｐ＜０．００１、対応のあるＴ検定）は有意に改善した。
【０２４６】
これらの結果は、コントロール骨格筋芽細胞を注入した動物と比較して、Ｃｘ４３を形質導入した骨格筋芽細胞を注入した動物では、ＡＶ結合を介した電気伝導が有意に改善したことを示している。このように、組換え細胞でのコネキシンの産生により、組換え細胞と隣接する心筋細胞との間で電気的な接続がもたらされた。それによって、心房と心室との間でより良好な電気機械的同調性が得られることになる。
【０２４７】
（実施例７）
以前に心筋梗塞を患った患者へのＣｘ４３発現細胞の自家移植
ヒトの心筋疾患の処置は以下のように行う。ＣＡＢＧ（冠動脈バイパス手術）の必要の有無にかかわらず、前壁、側壁、または後壁の心筋梗塞を経験したことがある患者から筋生検を取得する。この生検から収集した骨格筋細胞をｅｘ  ｖｉｖｏで培養し、上記で説明した方法によってヒトコネキシン（Ｃｘ４３など）を発現させるように遺伝子操作する。これら改変された骨格筋を、コネキシンタンパク質についての免疫蛍光アッセイによって、組換えコネキシン発現について分析する。ある種の例では、これらの細胞を、上記で説明したｉｎ  ｖｉｔｒｏルシファー色素アッセイによって、心筋細胞との機能的ギャップ結合を形成する能力について分析する。
【０２４８】
これら改変筋肉細胞の分析後、治療上有効な量の改変筋肉細胞を患者の心臓組織内に移植する。ある種の例では、心臓を処置するのに患者自身の骨格筋細胞を使用することができない場合、組換えヒトＣｘ４３を発現させる組換え筋肉細胞株を、当業者に周知の免疫抑制薬を適切に用いることと組み合わせて使用する。次いで、これらのＣｘ４３発現筋肉細胞を、注入カテーテルによって血管内移植する。このようなカテーテルは、様々な供給元から入手し得る（例えば、Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｊｏｈｎｓｏｎ社のＮＯＧＡ装置、ＢｉｏＨｅａｒｔ社のＭｙｏｃａｔｈ、Ｂｉｏｃａｒｄｉａ、Ｂｏｓｔｏｎ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社のｓｔｉｌｌｅｔｏ、経血管カテーテルなどの注入可能なカテーテル）。または、ＣＡＢＧ手順用の皮下注射器によって行うことができる。手術後、患者を監視して、処置の有効性を評価する。
【０２４９】
患者
患者は、以前に心筋梗塞または非虚血性心筋疾患の診断を受けたことがある概ね１８〜７５歳の男女である。
【０２５０】
生検
予定される患者の冠動脈バイパス手術（この手順が許可された場合）の数週間（例えば、３〜４週間）以内に、骨格筋生検を取得する。この骨格筋生検から自家骨格筋細胞（筋芽細胞および筋管細胞）を単離する。無菌手術条件下で、切開生検技術を利用して、筋腹部から骨格筋を切除する。この生検は、患者の大腿（四頭筋−外側広筋）またはふくらはぎ中央（腓腹筋）から取得する。この生検から得られた筋膜を汚染しないようにする。
【０２５１】
四頭筋−外側広筋
この大腿の下側１／３の大腿部の前外側に沿って長手方向に切開する。軟部組織および筋膜を貫通して解剖し、四頭筋の外側広筋を識別し、露出させる。筋線維の長軸に沿って長手方向に筋肉の一部を切除し、輸送培地の容器内に置く。
【０２５２】
腓腹筋
ふくらはぎ中央の後外側腓腹筋区域で、長手方向に切除を行う。深筋膜まで解剖を行って腓腹筋を露出させる。筋線維の長軸に沿って長手方向に筋肉の一部を切除し、輸送培地の容器内に置く。
【０２５３】
自家細胞のｅｘ  ｖｉｖｏ増殖および遺伝子操作
自家骨格筋細胞を単離し、増殖させ、それにヒトコネキシン構築物をｅｘ  ｖｉｖｏで形質導入するのに用いる方法および手順は上記で説明したとおりである。例えば、ヒトコネキシン（例えば、Ｃｘ４３）のｃＤＮＡをクローン化してＭＦＧレトロウィルス構築物にし、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  ＭＬ他、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｅｌｌ．、１９９８年、２、５４９〜５５８頁に記載されているのと類似のやり方で、自家骨格筋細胞内に形質導入する。この構築物は、自家筋肉細胞内で概ね安定に発現する。
【０２５４】
遺伝子操作した細胞を培養して、１ｍｌ当たり約１０６〜１０９個の細胞の濃度にする。これら改変された細胞は、患者に移植する前に、冷却して（通常は０℃付近で）保管することができる。トリパンブルー色素排除法による細胞の生存率を、細胞生存率アッセイとして用いることができる。有効性は、上記で説明した免疫蛍光によって、かつ／または機能的ギャップ結合アッセイによってＣｘ４３の発現を検出することによって確認される。
【０２５５】
経皮的手法による組換えコネキシン発現細胞の移植
心筋内に組換えコネキシン発現細胞を移植するには、カテーテル送達装置を使用することによって組換え細胞を投与することが必要である。これらの組換え細胞は、以前の梗塞部位の無動症心筋瘢痕内に注入する。標的梗塞部位のサイズに応じて、４億個〜１０億個の細胞を懸濁液として注入する。注入を複数回行って組換え細胞を送達することができる。
【０２５６】
この注入は、針をカテーテルの端部の穴を通して所定の深さまで進めることによって行う。針の管腔の近位端を、組換え細胞懸濁液を含む較正された注射器に取り付ける。蛍光心臓内心エコー検査法または磁気共鳴画像法の誘導により、心内膜表面に押し付けて適切に位置決めした後で、この針を心筋内に進め、細胞懸濁液を注入する。注入が完了した後で、カテーテル内に針を引っ込める。この方法を、細胞の移入が完了するまでこの標的領域で繰り返す。これは、瘢痕の区域全体にわたって、その周辺を含めて行うようにする。ＣＡＢＧ中に細胞治療を送達する場合、上記で説明したように、針および注射器を使用して、心外膜から無動症領域に細胞を送達する。
【０２５７】
処置の監視および評価
局所的な左心室壁機能を評価するために、当業者に周知の方法および技術で、臨床状態、有害事象、１２個のリードによる心電図、２４時間救急心電図、および日常的な臨床検査室試験を実施する。移植後、選択した期間（例えば、１、２、３、４、６、および１２箇月）で、経過観察を実施し、基準（すなわち、処置前）と比較することができる。ある種の例では、処置の評価は、移植領域（梗塞領域）の局所壁運動および壁厚のドブタミンストレス心電図評価、コントラスト心室撮影法、または磁気共鳴画像法を含み得る。処置後の監視および評価を用いて、梗塞部内での機能性筋肉の再生および電気機械的な同期伝導のレベルを判定し得る。
【０２５８】
（実施例８）
心臓伝導疾患の患者への組換えＣｘ４３発現細胞の自家移植
患者
患者は、心臓伝導疾患（すなわち、心臓ブロック）の診断を受けた１〜９０歳の男女である。心臓ブロックは、先天性、後天性、医原性（例えば、弁手術またはカテーテル切除の合併症として）、または通常の老化過程の一部であり得る。実施例７で説明した方法を利用して、１００万〜１億個の改変細胞を体積０．２〜０．５ｍｌで、ＡＶ結節領域内に注入し得る。組換えコネキシン細胞は、２５ゲージの注射器、ＡＶ結節動脈、または経皮的な送達装置によって手術により送達し得る（例えば、米国特許第６，０５９，７２６号を参照されたい）。
【０２５９】
処置の監視および評価
心臓ブロック（およびその処置）は、表面ＥＣＧによって容易に検出し得る。治療を評価するための補足的な代替試験には、運動ストレス試験、ホルターによる監視、または電気生理学的な検討がある。
【０２６０】
上記の説明は多くの特異性を含むが、これらは、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の現時点で好ましい実施形態の一部を単に例示するものと解釈すべきである。そのため、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの合法的な均等物によって決められるべきである。したがって、本発明の範囲は、当業者には明らかであり得る他の実施形態を全面的に包含し、本発明の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることを理解されたい。特許請求の範囲においてある要素を単数で言及する場合、それは、明記されていない限り「１つであり、１つだけ」を意味するためのものではなく、「１つまたは複数」を意味するためのものである。上記で説明した好ましい実施形態の要素の、当業者に周知の構造的、化学的、および機能的なあらゆる均等物は、参照により明示的に本明細書に組み込まれ、本特許請求の範囲に包含されることが意図されている。さらに、装置または方法が、本発明が解決しようとするあらゆる問題に対処する必要はなく、本特許請求の範囲に包含される必要もない。さらに、この開示における要素、コンポーネント、または方法ステップは、この要素、コンポーネント、または方法ステップが特許請求の範囲において明示的に言及されるかどうかにかかわらず、公共に提供することを意図するものではない。本明細書の特許請求の範囲のいかなる用語も、この用語が「〜の手段」という言葉を用いて明示的に言及されない限り、３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．第１１２条第６節の規定により解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０２６１】
【図１】本発明の装置および方法による処置を行う前の、矢印で示す複数の領域の左脚ブロックを有する心臓の断面図である。
【図２】図１に示す複数の領域の左脚ブロックを有する心臓の類似の断面図であり、送達カテーテルを右心室内の中隔に押し付けて位置決めする本発明の一様式を示す。
【図３】図１および図２に示す心臓の類似の断面図であり、心臓伝導に影響を及ぼす作用剤を複数の左脚ブロックに関係する心臓組織領域に送達する本発明を利用した後続の様式を示す。
【図４】複数の左脚ブロックに関係する心臓組織領域にエネルギー放出器を植え込む別の様式を示す点を除き、図１〜図３に示す心臓に類似の断面図である。
【図５】矢印で示すように、左脚ブロックの局所的な単一領域を有する心臓を示す点を除き、図１に示すものに類似の左脚ブロックを有する心臓の断面図である。
【図６】図５に示す左脚ブロックの局所領域を有する心臓の類似の断面図であり、送達カテーテルを右心室内の中隔に押し付けて位置決めする本発明の一様式を示す。
【図７】図５および図６に示す心臓の類似の断面図であり、心臓伝導に影響を及ぼす作用剤を左脚ブロックに関係する心臓組織領域に送達する本発明を利用した後続の様式を示す。
【図８Ａ】本発明による延長可能な電極アセンブリの遠位端部分を、いくつかの内部構造を含めて示す側面図である。
【図８Ｂ】図８Ａの線Ｂ−Ｂに沿って切断した横断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａ〜図８Ｂに示すアセンブリにより電極を送達する特定の実施形態の概略部分断面図である。
【図９】本発明による別の延長可能な電極アセンブリの部分分割図である。
【図１０】両心室中隔ペーシングを行うために、らせんアンカーおよび複数の電極リードを使用する本発明の別の延長可能な電極アセンブリが、心室中隔内に配置され、（概略的に示す）ペースメーカに結合された心臓の断面図である。
【図１１Ａ】図１０の線Ａに沿って切断した横断面図である。
【図１１Ｂ】図１０の線Ｂに沿って切断した横断面図である。
【図１２Ａ】両心室中隔ペーシングを行うために、らせんアンカーと、複数の電極を備えた単一のリードとを使用する本発明の別の延長可能な電極アセンブリが心室中隔内に配置され、（概略的に示す）ペースメーカに結合された心臓の断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示す実施形態に従って使用するように構成された延長可能な電極アセンブリの部分断面図である。
【図１３Ａ】単一の心臓内リードを使用する別の電極アセンブリが心室中隔内の第１位置に配置された心臓の断面図である。
【図１３Ｂ】複数の電極リードが心室中隔内の第１および第２の位置に植え込まれた、図１３Ａに類似の図である。
【図１３Ｃ】心室間中隔の所定の領域に沿って電気リードを縫う別の様式を示す図である。
【図１４Ａ】中隔穿孔血管の血管壁を貫通して心室の心筋中隔内にペーシング電極を送達するのに冠静脈洞送達系を使用するペーシング電極装置の透視図である。
【図１４Ｂ】中隔穿孔血管の血管壁を貫通して心室中隔壁の心筋組織内に、心臓伝導を高める作用剤を送達するのに冠静脈洞経路を使用する作用剤送達装置の透視図である。
【図１５】本発明の実施形態による組合せ心臓刺激装置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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