We have isolated a cardiomyogenic cell line (CMG) from murine bone marrow stromal cells. Stromal cells were immortalized, treated with 5-azacytidine, and spontaneously beating cells were repeatedly screened. The cells showed a fibroblast-like morphology, but the morphology changed after 5-azacytidine treatment in ∼30% of the cells; they connected with adjoining cells after one week, formed myotube-like structures, began spontaneously beating after two weeks, and beat synchronously after three weeks. They expressed atrial natriuretic peptide and brain natriuretic peptide and were stained with anti-myosin, anti-desmin, and anti-actinin antibodies. Electron microscopy revealed a cardiomyocyte-like ultrastructure, including typical sarcomeres, a centrally positioned nucleus, and atrial granules. These cells had several types of action potentials, such as sinus node–like and ventricular cell–like action potentials. All cells had a long action potential duration or plateau, a relatively shallow resting membrane potential, and a pacemaker-like late diastolic slow depolarization. Analysis of the isoform of contractile protein genes, such as myosin heavy chain, myosin light chain, and α-actin, indicated that their muscle phenotype was similar to that of fetal ventricular cardiomyocytes. These cells expressed Nkx2.5/Csx, GATA4, TEF-1, and MEF-2C mRNA before 5-azacytidine treatment and expressed MEF-2A and MEF-2D after treatment. This new cell line provides a powerful model for the study of cardiomyocyte differentiation.

Bone marrow (BM) cells are reported to contribute to the process of regeneration following myocardial infarction. However, the responsible BM cells have not been fully identified. Here, we used 2 independent clonal studies to determine the origin of bone marrow (BM)–derived cardiomyocytes. First, we transplanted single CD34– c-kit+Sca-1+ lineage– side population (CD34–KSL-SP) cells or whole BM cells from mice ubiquitously expressing enhanced green fluorescent protein (EGFP) into lethally irradiated mice, induced myocardial infarction (MI), and treated the animals with granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) to mobilize stem cells to the damaged myocardium. At 8 weeks after MI, from 100 specimens we counted only 3 EGFP+ actinin+ cells in myocardium of CD34– KSL-SP cells in mice that received transplants, but more than 5000 EGFP+ actinin+ cells in whole BM cell in mice that received transplants, suggesting that most of EGFP+ actinin+ cells were derived from nonhematopoietic BM cells. Next, clonally purified nonhematopoietic mesenchymal stem cells (MSCs), cardiomyogenic (CMG) cells, that expressed EGFP in the cardiomyocyte-specific manner were transplanted directly into BM of lethally irradiated mice, MI was induced, and they were treated with G-CSF. EGFP+ actinin+ cells were observed in the ischemic myocardium, indicating that CMG cells had been mobilized and differentiated into cardiomyocytes. Together, these results suggest that the origin of the vast majority of BM-derived cardiomyocytes is MSCs.

Inhalation of hydrogen (H2) gas has been demonstrated to limit the infarct volume of brain and liver by reducing ischemia–reperfusion injury in rodents. When translated into clinical practice, this therapy must be most frequently applied in the treatment of patients with acute myocardial infarction, since angioplastic recanalization of infarct-related occluded coronary artery is routinely performed. Therefore, we investigate whether H2 gas confers cardioprotection against ischemia–reperfusion injury in rats. In isolated perfused hearts, H2 gas enhances the recovery of left ventricular function following anoxia-reoxygenation. Inhaled H2 gas is rapidly transported and can reach ‘at risk’ ischemic myocardium before coronary blood flow of the occluded infarct-related artery is reestablished. Inhalation of H2 gas at incombustible levels during ischemia and reperfusion reduces infarct size without altering hemodynamic parameters, thereby preventing deleterious left ventricular remodeling. Thus, inhalation of H2 gas is promising strategy to alleviate ischemia–reperfusion injury coincident with recanalization of coronary artery.

BackgroundThe mortality and morbidity rates of various cardiovascular diseases differ between Western countries and Japan. The age- and gender-specific prevalence rate of atrial fibrillation (AF) in the general population of Japan was determined using the data from periodic health examinations in 2003.MethodsData of 630,138 subjects aged 40 years or more (47% were men and 34% were employees of companies and local governments) were collected from northern to southern Japan. The prevalence of diagnosed AF in each 10-year age group of both men and women was determined. Based on these prevalence rates and the Registry of Residents, the number of people having AF in Japan was estimated.ResultsThe prevalence rate of AF increased as both male and female subjects aged, and it was 4.4% for men but only 2.2% for women aged 80 years or more (p<0.0001). As a whole, the AF prevalence of men was three times that of women (1.35 versus 0.43%, p<0.0001). There may be approximately 716,000 people (95% confidence interval (CI), 711,000–720,000) with AF in Japan, an overall prevalence of 0.56%. The number of people having AF was projected to be 1.034 (95% CI, 1.029–1.039) million, an overall prevalence of 1.09%, in 2050.ConclusionsThe prevalence of AF increased in Japan as the population aged, as in Western countries. The overall prevalence of AF in Japan is approximately two-thirds of that in the USA. The projected increase in the number of people having AF is modest in Japan in 2050.

Stem cell therapy can help repair damaged heart tissue. Yet many of the suitable cells currently identified for human use are difficult to obtain and involve invasive procedures. In our search for novel stem cells with a higher cardiomyogenic potential than those available from bone marrow, we discovered that potent cardiac precursor-like cells can be harvested from human menstrual blood. This represents a new, noninvasive, and potent source of cardiac stem cell therapeutic material. We demonstrate that menstrual blood-derived mesenchymal cells (MMCs) began beating spontaneously after induction, exhibiting cardiomyocyte-specific action potentials. Cardiac troponin-I-positive cardiomyocytes accounted for 27%-32% of the MMCs in vitro. The MMCs proliferated, on average, 28 generations without affecting cardiomyogenic transdifferentiation ability, and expressed mRNA of GATA-4 before cardiomyogenic induction. Hypothesizing that the majority of cardiomyogenic cells in MMCs originated from detached uterine endometrial glands, we established monoclonal endometrial gland-derived mesenchymal cells (EMCs), 76%-97% of which transdifferentiated into cardiac cells in vitro. Both EMCs and MMCs were positive for CD29, CD105 and negative for CD34, CD45. EMCs engrafted onto a recipient's heart using a novel 3-dimensional EMC cell sheet manipulation transdifferentiated into cardiac tissue layer in vivo. Transplanted MMCs also significantly restored impaired cardiac function, decreasing the myocardial infarction (MI) area in the nude rat model, with tissue of MMC-derived cardiomyocytes observed in the MI area in vivo. Thus, MMCs appear to be a potential novel, easily accessible source of material for cardiac stem cell-based therapy.

The prognosis of patients with saddleback or noncoved type (non-type 1) ST-elevation in Brugada syndrome is unknown. The purpose of this study was to clarify the long-term prognosis of probands with non-type 1 ECG and those with coved (type 1) Brugada-pattern ECG.A total of 330 (123 symptomatic, 207 asymptomatic) probands with a coved or saddleback ST-elevation > or = 1 mm in leads V(1)-V(3) were divided into 2 ECG groups-type 1 (245 probands) and non-type 1 (85 probands)-and were prospectively followed for 48.7+/-15.0 months. The absence of type 1 ECG was confirmed by drug provocation test and multiple recordings. The ratio of individuals with a family history of sudden cardiac death (14%) was lower than previous studies. Clinical profiles and outcomes were not notably different between the 2 groups (annual arrhythmic event rate of probands with ventricular fibrillation; type 1: 10.2%, non-type 1: 10.6%, probands with syncope; type 1: 0.6%, non-type 1: 1.2%, and asymptomatic probands; type 1: 0.5%, non-type 1: 0%). Family history of sudden cardiac death at age <45 years and coexistence of inferolateral early repolarization with Brugada-pattern ECG were independent predictors of fatal arrhythmic events (hazard ratio, 3.28; 95% confidence interval, 1.42 to 7.60; P=0.005; hazard ratio, 2.66; 95% confidence interval, 1.06 to 6.71; P=0.03, respectively, by multivariate analysis), although spontaneous type 1 ECG and ventricular fibrillation inducibility by electrophysiological study were not reliable parameters.The long-term prognosis of probands in non-type 1 group was similar to that of type 1 group. Family history of sudden cardiac death and the presence of early repolarization were predictors of poor outcome in this study, which included only probands with Brugada-pattern ST-elevation.

The time course of ventricular arrhythmias in the early period (0--30 minutes) after ligation of the left anterior descending coronary artery was studied in 41 open-chest mongrel dogs anesthetized with pentobarbital sodium (Nembutal). ECGs and seven single and composite electrograms from various regions in and around the ischemic zone were recorded throughout the experiments. Two periods of ventricular arrhythmias were clearly seen. The first occurred 2--10 minutes after coronary ligation, peaking at 5--6 minutes, and was designated as immediate ventricular arrhythmias (IVAs). There was a distinct correlation between incidence, severity, onset and termination of IVA and the degree of local delay and fragmentation of the normal sinus activation spread in the ischemic subepicardial zone. The second wave of ventricular arrhythmias occurred 12--30 minutes after ligation independently of the previous increased delay and fragmentation of activation in the ischemic subepicardium. Delayed ventricular arrhythmias (DVAs) were as severe as IVAs--there were nine instances of ventricular fibrillation during DVA and seven during IVA. While the mechanism of IVA is most probably related to reentry accompanied by delay and fragmentation of ischemic subepicardial activation, the mechanism of DVA remains unclear. Our evidence suggests that DVAs are also reentrant, with the reentry pathways located in deep myocardial structures or involving microscopic pathways at the Purkinje muscle junction.

Background— Inflammation and immune responses are integral components in the healing process after myocardial infarction. We previously reported dendritic cell (DC) infiltration in the infarcted heart; however, the precise contribution of DC in postinfarction healing is unclear. Methods and Results— Bone marrow cells from CD11c-diphtheria toxin receptor/green fluorescent protein transgenic mice were transplanted into lethally irradiated wild-type recipient mice. After reconstitution of bone marrow–derived cells, the recipient mice were treated with either diphtheria toxin (DC ablation) or vehicle (control), and myocardial infarction was created by left coronary ligation. CD11c + green fluorescent protein–positive DCs expressing CD11b and major histocompatibility complex class II were recruited into the heart, peaking on day 7 after myocardial infarction in the control group. Mice with DC ablation for 7 days showed deteriorated left ventricular function and remodeling. The DC-ablated group demonstrated enhanced and sustained expression of inflammatory cytokines such as interleukin-1β, interleukin-18, and tumor necrosis factor-α, prolonged extracellular matrix degradation associated with a high level of matrix metalloproteinase-9 activity, and diminished expression level of interleukin-10 and endothelial cell proliferation after myocardial infarction compared with the control group. In vivo analyses revealed that DC-ablated infarcts had enhanced monocyte/macrophage recruitment. Among these cells, marked infiltration of proinflammatory Ly6C high monocytes and F4/80 + CD206 − M1 macrophages and, conversely, impaired recruitment of anti-inflammatory Ly6C low monocytes and F4/80 + CD206 + M2 macrophages in the infarcted myocardium were identified in the DC-ablated group compared with the control group. Conclusions— These results suggest that the DC is a potent immunoprotective regulator during the postinfarction healing process via its control of monocyte/macrophage homeostasis.

Provocation tests of coronary artery spasm are useful for the diagnosis of vasospastic angina (VSA). However, these tests are thought to have a potential risk of arrhythmic complications, including ventricular tachycardia (VT), ventricular fibrillation (VF), and brady-arrhythmias. We aimed to elucidate the safety and the clinical implications of the spasm provocation tests in the nationwide multicentre registry study by the Japanese Coronary Spasm Association. A total of 1244 VSA patients (M/F, 938/306; median 66 years) who underwent the spasm provocation tests were enrolled from 47 institutes. The primary endpoint was defined as major adverse cardiac events (MACEs). The provocation tests were performed with either acetylcholine (ACh, 57%) or ergonovine (40%). During the provocation tests, VT/VF and brady-arrhythmias developed at a rate of 3.2 and 2.7%, respectively. Overall incidence of arrhythmic complications was 6.8%, a comparable incidence of those during spontaneous angina attack (7.0%). Multivariable logistic regression analysis demonstrated that diffuse right coronary artery spasm (P < 0.01) and the use of ACh (P < 0.05) had a significant correlation with provocation-related VT/VF. During the median follow-up of 32 months, 69 patients (5.5%) reached the primary endpoint. The multivariable Cox proportional hazard model revealed that mixed (focal plus diffuse) type multivessel spasm had an important association with MACEs (adjusted hazard ratio, 2.84; 95% confidence interval, 1.34–6.03; P < 0.01), whereas provocation-related arrhythmias did not. The spasm provocation tests have an acceptable level of safety and the evaluation of spasm type may provide useful information for the risk prediction of VSA patients.