@misc{oai:az.repo.nii.ac.jp:00005391,
 author = {侭田, 和也},
 month = {2021-03-12, 2020-05-08},
 note = {Introduction: In dogs, mitral valve degeneration (MVD) is the most common cause of acquired heart disease. MVD is common in small dogs, and its incidence is high in certain dog breeds. However, the genetic mechanisms underlying the development of MVD have not been elucidated, and no curative treatment has been performed. Treatment of MVD is usually medical, but in severe cases, secondary to congestive heart failure, surgery may be performed. The prognosis of MVD is limited in patients with congestive heart failure. In recent years, surgical treatment for MVD has been performed in dogs, and the prognosis has improved. However, to date, information on the risk factors and complications of surgical treatment of MVD is limited, and the impact on surgical outcomes is unknown.
The purpose of this study was to investigate the risk factors for complications and the effects of complications on surgical outcomes in order to improve the clinical outcomes of surgical treatment of MVD in dogs. Regarding the genetic aspect, we focused on Chihuahuas because they have a large population in Japan and account for a large proportion of dogs undergoing surgical treatment. Furthermore, we investigated possible genes responsible for MVD in Chihuahuas.

Chapter 1 Risk factors for ventricular fibrillation following aortic cross-clamping release during mitral valve repair in dogs
Background: Although hearts with ventricular fibrillation have electrical ventricular excitement, the pumping function is lost. If treatment is not immediately successful, fatal arrhythmia may develop. In this study, we investigated the risk factors for ventricular fibrillation after releasing aortic cross-clamping, a fatal complication during surgery, with the aim of improving surgical outcomes.
Methods: A total of 237 dogs that underwent mitral valve repair from November 2015 to September 2017 were recruited. Crystalloid cardioplegia (CCP) or blood-CCP (BCP) obtained by mixing CCP with autologous blood at a ratio of 1:1 was used. The age, body weight, left atrial-to-aortic diameter ratio (LA/Ao), standardized left ventricular end-diastolic diameter (LVIDDN), aortic cross-clamping time, cardioplegia type, and cardioplegia dose as predictors of ventricular fibrillation were recorded. In addition, the effects of different myocardial protective solutions were evaluated by comparing the amount of transfusion used during surgery, survival rate 1 month after surgery, and effect of reducing the heart size.
Results: In the group of patients with ventricular fibrillation, body weight, LA/Ao, LVIDDN, and aortic block time significantly increased, and LVIDDN was closely related to the occurrence of ventricular fibrillation. When BCP was used as the cardioplegic solution, the incidence of ventricular fibrillation significantly reduced compared to when CCP was used. The incidence of intraoperative blood transfusion was significantly lower in the BCP group. One month postoperatively, the survival rate or reduction in the heart size did not differ between cardioplegia types.
Conclusion: High body weight, LA/Ao, LVIDDN, and aortic block time are risk factors for ventricular fibrillation after releasing aortic cross-clamping. For cardioplegia, BCP was confirmed to be as safe as CCP. Furthermore, the use of BCP reduced the incidence of ventricular fibrillation and intraoperative blood transfusion.

Chapter 2 Unilateral diaphragmatic paralysis following mitral valve repair in dogs 
Background: The phrenic nerve innervates the diaphragm, the main respiratory muscle. Damage to the phrenic nerve causes unilateral diaphragmatic paralysis (UDP), resulting in diaphragmatic dysfunction. In this study, we evaluated the incidence and recovery time of UDP, which is a postoperative complication, as well as the effect on survival outcomes following intraoperative complications.
Methods: The subjects were 284 dogs who underwent mitral valve repair from August 2014 to March 2017. In an inspiratory dorsoventral image obtained with chest X-ray the day after operation, if the left diaphragm was raised more than one intercostal level from the right diaphragm, the patient was diagnosed with UDP. The recovery time was evaluated at the time of discharge from the hospital 1 month postoperatively and at the 3-month follow-up.
Results: In this study, the incidence of UDP was 30.3%. Almost all cases of UDP had improved 3 months postoperatively. The presence/absence of UDP was not significantly associated with postoperative death. However, the incidence of UDP was significantly higher among patients who died of respiratory failure than among patients who died of other causes. Furthermore, many patients who died of respiratory failure had respiratory disease before surgery.
Conclusion: Although the incidence of UDP is high after mitral valve repair, there is early improvement. The involvement of UDP in the surgical results is unlikely to be a direct cause of death, but combined with other respiratory diseases, patients are at high risk of death due to postoperative respiratory failure.

Chapter 3 Search for candidate genes for mitral regurgitation in Chihuahua
Background: Mitral regurgitation (MR) is common in the dog breed Chihuahua. Furthermore, in the studies reported in chapters 1 and 2, most patients who underwent surgical treatment for MVD were Chihuahuas. Therefore, the aim of this study was to perform a survey of candidate genes for MR in Chihuahuas.
Methods: In this study, we recruited Chihuahuas aged 7 years or older. Participants without MR or with minimal MR were considered healthy. The MR group comprised patients with severe MR and cardiac expansion after developing American College of Veterinary Internal Medicine stage B2. DNA was extracted from peripheral blood of each individual, and nucleotide sequences of the healthy and MR groups were compared to search for a candidate gene for the cause. Polymorphisms were investigated in the serotonin transporter (SERT) gene, which is associated with MR in Maltese dogs, and the xeroderma pigmentosum complementation group C (XPC) and DCHS1 genes, which are associated with mitral valve prolapse in humans, were compared.
Results: Regarding SERT, the nucleotide sequences of the healthy and MR groups were the same in all exon 13 regions examined, and no apparent gene polymorphism was observed. In XPC, an adenine-guanine polymorphism was observed at the 902nd amino acid, but the polymorphism ratio was not significantly different between the healthy and MR groups. The amino acids translated by the adenine-guanine polymorphism were the same. In DCHS1, two gene polymorphisms were found in exon 19 equivalents, and one gene polymorphism was found in exon 21 equivalents. One of the observed polymorphisms was a missense mutation that caused an amino acid change, but there were no differences in the percentage of polymorphisms between the healthy and MR groups.
Conclusion: Genetic polymorphisms of XPC and DCHS1 were observed in Chihuahuas, but their associations with MR were considered to be low. In addition, in this study, no difference in the nucleotide sequence of SERT was observed between the healthy and MR groups in Chihuahuas, suggesting that the candidate gene may differ across dog breeds.

Summary: We demonstrated the risk factors for typical complications of MVD surgery and effects of complications on surgical outcomes and identified candidate genes associated with MR in Chihuahuas. High levels of LVIDDN were an excellent risk factor for ventricular fibrillation following aortic cross-clamping release, a fatal arrhythmia. BCP, which mixes autologous blood with myocardial protective fluid, was found to be an effective method to reduce the incidence of ventricular fibrillation. The use of BCP was a new technique suggested to improve surgical outcomes.
Although respiratory failure is known to be a major cause of postoperative death, this study revealed that UDP combined with other respiratory diseases increases the risk of death from respiratory failure. In addition, UDP occurred at a high rate, and reducing the occurrence of phrenic palsy may have reduced the risk of postoperative respiratory failure. The cause of UDP could not be established in this study. Future studies should be performed to clarify which surgical manipulations cause UDP.
In addition, we searched for candidate genes for MR in Chihuahua. We examined polymorphisms in SERT, XPC, and DCHS1. However, we found no polymorphisms that may be involved in the development of MR.
The results of this study could contribute to improving the surgical outcome of MVD in dogs and reducing the incidence of complications. In the future, we will continue to search for candidate genes for MR in Chihuahuas., この博士論文は内容の要約のみの公開（または一部非公開）になっています, 【緒言】
　犬において、僧帽弁閉鎖不全症は後天性心疾患の中で最も発生率の高い疾患である。僧帽弁閉鎖不全症は小型犬で多く認められ、特定の犬種で発症率が高いことから、本疾患の発生に遺伝的な関与が考えられている。しかし、これまで僧帽弁閉鎖不全症の発生に関わる遺伝的なメカニズムは明らかにされておらず、根治治療は行われていないのが実際である。僧帽弁閉鎖不全症の治療は内科治療が一般的であるが、重症例の場合、うっ血性心不全を続発する。うっ血性心不全を発症した症例では、予後が制限されることが明らかになっている。近年、犬においても僧帽弁閉鎖不全症に対する外科治療が行われるようになり、予後の改善が可能となった。しかしながら、現在まで僧帽弁閉鎖不全症に対する外科治療のリスク因子や合併症に関する情報は少なく、これらの手術成績への影響は不明である。
本研究は犬の僧帽弁閉鎖不全症の臨床学的な側面として、外科治療の手術成績の向上を目的に、合併症のリスク因子と合併症の手術成績に与える影響について検討した。また遺伝学的な側面として、好発犬種の中でも日本で飼育頭数が多く、外科治療を受ける犬種の中で高い割合を占めるチワワに着目し、チワワにおける僧帽弁閉鎖不全症の原因候補遺伝子の調査を行った。

【第1章】　僧帽弁修復術における大動脈遮断解除後に発生する心室細動に関する検討
［目的］心室細動は電気的な心室の興奮は認められるものの、心臓のポンプ機能は失われた状態であり、すみやかに治療が奏功しない場合、致死性の不整脈である。本章では、手術成績の向上を目的に術中の致死的な合併症である大動脈遮断解除後に発生する心室細動を予測するリスク因子の調査を行った。
［方法］2015年11月から2017年9月までに僧帽弁修復術を実施した犬237例を対象とした。心筋保護液は晶質液カルディオプレジア（CCP）またはCCPと自己血液を1:1で混合した血液カルディオプレジア（BCP）を使用した。心室細動の予測因子として年齢、体重、左心房・大動脈径比（LA/Ao）、標準化左室拡張末期径（LVIDDN）、大動脈遮断時間、心筋保護液の種類、カルディオプレジア投与量について検討を行った。また心筋保護液の違いによる影響の評価として、術中の輸血使用量、術後1ヵ月の時点での生存率と心臓サイズの縮小効果を比較した。
［結果］心室細動を発症した症例群では、体重、LA/Ao、LVIDDN、大動脈遮断時間の有意な高値を認め、特にLVIDDNが心室細動の発生に密接に関わっていることが明らかとなった。また、心筋保護液としてBCPを使用した場合、CCP使用時と比較して有意に心室細動の発生率が減少した。術中の輸血使用量はBCP使用症例群において有意に少なかった。術後1ヵ月の時点での生存率と心臓サイズの縮小効果は心筋保護液の種類によって差は認められなかった。
［小括］大動脈遮断解除後に発生する心室細動のリスク因子として体重、LA/Ao、LVIDDN、大動脈遮断時間の高値が指標となることが明らかとなった。また心筋保護液としてBCPはCCPと同等の安全性が確認された。さらにBCPの使用は心室細動の発生率を低下させ、術中の輸血使用量を減らすことが明らかとなった。

【第2章】　僧帽弁修復術の術後に発生する横隔神経麻痺に関する検討
［目的］横隔神経は主な呼吸筋である横隔膜を支配する重要な神経である。横隔神経の損傷は横隔神経麻痺の原因となり、横隔膜の機能障害をもたらす。本章では手術成績に関わる術中の合併症に続き、術後の合併症である横隔神経麻痺について発生率と回復時期、手術成績への影響について評価した。
［方法］2014年8月から2017年3月に僧帽弁修復術を実施した犬284例を対象とした。横隔神経麻痺の診断は、手術翌日の胸部X線検査で得た吸気時背腹像を用い、左側横隔膜が右側横隔膜より1肋間以上挙上した症例を横隔神経麻痺と診断した。回復時期については退院時、術後１ヵ月検診時、術後3ヵ月検診時で評価した。
［結果］本章では、横隔神経麻痺の発生率は30.3%であった。また術後3ヵ月の時点でほぼすべての症例で横隔神経麻痺の改善が認められた。横隔神経麻痺の有無は術後の死亡について有意な関連は認められなかった。しかし、死亡原因を呼吸不全とその他の死亡原因に分けた場合、呼吸不全で死亡した症例における横隔神経麻痺の発生率は有意に高値であった。さらに呼吸不全で死亡した症例の多くが術前に呼吸器疾患を有していたことが明らかとなった。
［小括］横隔神経麻痺は発生率の高い合併症であるが、術後早期に改善することが明らかとなった。また横隔神経麻痺の手術成績への関与として、横隔神経麻痺は単独では直接的な死亡原因となる可能性は低いが、他の呼吸器疾患と合併した場合、術後の呼吸不全による死亡リスクを高めることが明らかとなった。

【第3章】　チワワにおける僧帽弁閉鎖不全症の原因候補遺伝子の探索
［目的］チワワは僧帽弁閉鎖不全症の好発犬種であることが知られている。また本研究の第1章、第2章において僧帽弁閉鎖不全症の外科治療を受けた症例の過半数がチワワであったことから、本章ではチワワに着目し、僧帽弁閉鎖不全症の原因候補遺伝子の調査を行った。
［方法］本研究では7歳以上のチワワを対象とした。僧帽弁逆流の認められないまたは僧帽弁逆流は認められるものの、逆流量はごく軽度である個体を健常群とした。僧帽弁閉鎖不全症罹患群（MR群）は、重度の僧帽弁逆流が認められ、心拡大を呈したACVIM stage B2以降の症例を対象とした。それぞれの個体から得た末梢血液よりDNAを抽出し、健常群とMR群の塩基配列を比較することで原因候補遺伝子の探索を行った。調査した遺伝子多型はマルチーズにおいて僧帽弁閉鎖不全症との関連が報告されているSerotonin Transporter（SERT）遺伝子、人において僧帽弁逸脱症との関連が報告されているXeroderma Pigmentosum Complementation Group C（XPC）遺伝子、DCHS1遺伝子について比較を行った。
［結果］SERT遺伝子について、調査した全エクソン13領域において健常群とMR群の塩基配列は同一であり、明らかな遺伝子多型は認められなかった。XPC遺伝子においては902番目のアミノ酸においてアデニン-グアニンの遺伝子多型が認められたが、遺伝子多型の割合は健常群とMR群で有意な差は認められなかった。またアデニン-グアニンの遺伝子多型により翻訳されるアミノ酸は同一であった。DCHS1遺伝子において、エクソン19相当箇所に2つの遺伝子多型、エクソン21相当箇所に1つの遺伝子多型が認められた。認められた遺伝子多型のうち1つはアミノ酸の変化を生じるミスセンス変異であったが、健常群とMR群でそれぞれの遺伝子多型の発生頻度の差は認められなかった。
［小括］XPC遺伝子、DCHS1遺伝子についてはチワワにおいて遺伝子多型が認められたが、僧帽弁閉鎖不全症との関連性は低いと考えられた。また本章では、チワワにおいて健常群とMR群でSERT遺伝子の塩基配列の差異は認められなかったことから、原因候補遺伝子は犬種により異なる可能性が示唆された。

【総括】
　本研究は僧帽弁閉鎖不全症に対する外科手術の代表的な合併症のリスク因子、合併症が与える手術成績への影響について明らかにし、チワワにおける僧帽弁閉鎖不全症に関与する原因候補遺伝子を特定することを目的とした。
　本研究の結果から、致死的な不整脈である大動脈遮断解除後に発生する心室細動について、LVIDDNの高値が優れたリスク因子となることが明らかとなった。また心室細動の発生率を減少させる方法として心筋保護液に自己血液を混合するBCPの有用性が示され、BCPの使用は手術成績を向上させる新たな手技となることが示唆された。
　呼吸不全は術後の主な死亡原因のひとつであるが、本研究から横隔神経麻痺は他の呼吸器疾患と合併することで呼吸不全による死亡リスクを高めることが明らかとなった。また横隔神経麻痺は高率で発生することが示され、横隔神経麻痺の発生を減らすことは術後の呼吸不全のリスクを下げることにつながると考えられた。今回の研究では、横隔神経麻痺の原因を明らかにすることはできなかった。さらなる調査として、手術中のどのような操作が横隔神経麻痺の原因となるか明らかにすることが必要であると考えられた。
　さらに、チワワにおける僧帽弁閉鎖不全症の原因候補遺伝子の探索を行った。本研究ではSERT遺伝子、XPC遺伝子、DCHS1遺伝子の遺伝子多型について検討したが、僧帽弁閉鎖不全症の発症にかかわると考えられる遺伝子多型を確認することはできなかった。
　本研究の成果は、犬の僧帽弁閉鎖不全症の外科治療の手術成績の向上、合併症の発生率の低下に貢献すると考えられる。今後はさらにチワワの僧帽弁閉鎖不全症の原因候補遺伝子の探索を進める。},
 title = {犬の僧帽弁修復術のリスク因子とチワワにおける僧帽弁閉鎖不全症の原因候補遺伝子に関する研究},
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