細胞内輸送障害是正に着目した難治性心疾患治療法の開発

• Project/Area Number: 18659222
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Circulatory organs internal medicine
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 木村 彰方 Tokyo Medical and Dental University, 難治疾患研究所, 教授 (60161551)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2008: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 細胞内輸送障害 / 不整脈 / 遺伝子変異 / 低分子化合物 / Brugada症候群 / 細胞内輸送 / チャネル分子 / Brudaga症候群 / SRタンパク / アイソフォーム / 小胞体 / チャネル変異 / サルコレンマ / QT延長症候群 / カテコラミン誘発性心室頻拍

Research Abstract

難治性心疾患の一部は遺伝子変異による機能性タンパクの細胞内輸送障害に起因する。そこで本研究では、生体タンパクの細胞内輸送障害にっいて、病因となる遺伝子変異と細胞内輸送障害に関わる分子間の機能連関異常を解明するとともに、その異常を是正するためのペプチドや低分子化合物のスクリーニングシステムを開発し、それに基づく治療薬の開発を目的とした。本年度は以下の成果を得た。QT延長症候群患者に見出された2種の変異について、それらがいずれもこれまでに知られていない新たなメカニズムで細胞内輸送障害を来すこと、すなわち1種はゴルジ体内でのサブユニット結合異常を来すこと、他の1種はER内貯留を来すことを明らかにした。また、点変異体を作製し、それらを用いた機能解析から、前者はLeuリピートの構造異常によること、後者は新たなER貯留シグナルが産生されることによることを解明した。ついで、それらの変異イオンチャネルにmyc-tagを付加した遺伝子を安定して発現する細胞株を樹立し、これを用いてチャネル輸送障害を解除する低分子化合物のスクリーニング系を開発した。種々の変異体を用いた実験から、このスクリーニング系が細胞表面に発現したチャネルの定量的測定を可能とすることを確認した。ついでこれらの細胞株を用いて、約3,000種の低分子化合物の一次スクリーニングを行い10種の候補化合物を同定した。そこで、さらに二次スクリーニングを進めると共に、8,000種の低分子化合物のスクリーニングを実施している。一方、Brugada症候群患者に見出されたサルコレンマタンパク変異による機能変化を検討したところ、当該遺伝子変異は心筋Naチャネル複合体のイオンチャネル機能変化を来すこと、スモールサブユニット(SCN1B)およびMOG1と結合することを見出した。

Research Products

• [Journal Article] Role of HCN4 channel in preventing ventricular arrhythmia (2009)
  • Author(s): Ueda K
  • Journal Title: J Hum Genet 54 Pages: 115-121
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cardiac ankyrin repeat protein gene (ANKRDl)mutations inhypertrophic cardiomyopathy (2009)
  • Author(s): Arimura T
  • Journal Title: J Am Coll Cardiol (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular etiology and pathogenesis of hereditarycardiomyopathy (2008)
  • Author(s): Kimura A
  • Journal Title: Circ J 72
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel mutation in KCNQ1 associated with a potent dominant negative effect as the basis for the LQT1 form of the long QT syndrome (2007)
  • Author(s): Aizawa Y, et. al.
  • Journal Title: J Cardiovasc Electrophysiol 18 Pages: 972-977
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anti-KCNH2 Antibody-induced long QT syndrome: novel acquired form of long QT syndrome (2007)
  • Author(s): Nakamura K, et. al.
  • Journal Title: J Am Coll Cardiol 50 Pages: 1808-1809
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human cardiac ryanodine receptor mutations in ion channel disorders in Japan (2007)
  • Author(s): Aizawa Y, Mitsuma W, Ikrar T, Komura S, Hanawa H, Miyajima S, Miyoshi F, Kobayashi Y, Chinushi M, Kimura A, Hiraoka M, Aizawa Y
  • Journal Title: Int J Cardiol 116(2) Pages: 263-265
• [Journal Article] Structural analysis of four and half LIM protein-2 in dilated cardiomyopathy (2007)
  • Author(s): Arimura T, Hayashi T, Matsumoto Y, Shibata H, Hiroi S, Nakamura T, Inagaki N, Hinohara K, Takahashi M, Itoh-Satoh M, Bonne G, Schwartz K, Kimura A
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun (In press)
• [Presentation] A compound heterozygous mutation in KCNQ1 associated with long QT syndrome (2008)
  • Author(s): 佐藤光希, 他
  • Organizer: 第72回日本循環器学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] KCNQ1変異の複合ヘテロ接合によるQT延長症候群 (2007)
  • Author(s): 佐藤光希, 他
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第52回大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-09-13