| Project/Area Number |
22K08149
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
村越 伸行 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80447218)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
|
|---|
| Keywords | 心不全 / タンパク質翻訳開始因子 / EIF4EBP3 / ミトコンドリア / エネルギー代謝 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
心不全は様々な心疾患に伴って心機能が低下し、うっ血や酸素供給不足を来たし、生活の質と生命予後を著しく悪化させる病態である。これまで心不全の発症や進展に関わる分子機序の研究が行われてきたが、様々な心疾患から心不全に至る共通の鍵分子については十分に分かっていない。我々は、虚血性心筋症および非虚血性心筋症のヒト検体によるRNA-seqデータベースを用いたバイオインフォマティクス解析により、タンパク質翻訳開始抑制因子EIF4EBP3が共通の新規心不全関連因子であることを見出した。本研究では、遺伝子改変マウスなどを用いてEIF4EBP3の心不全における役割を明らかにし、心不全診療への応用を目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
1. マウス心不全モデルにおけるタンパク翻訳調節因子EIF4EBP3の役割の解明
CRISPR/Cas9で作成したEIF4EBP3遺伝子欠損マウス(KO)は同腹の野生型マウス(WT)と比較し、心エコーにおける心機能・心形態、病理学的解析における心筋サイズ・間質線維化の程度において、有意差を認めなかった。大動脈弓部縮窄(TAC)による圧負荷心不全モデルにおいて、WTと比較し、KOではTAC手術後の心機能悪化が抑制され、生存率が改善した。病理学的にはKOでは心室の線維化が抑制されており、またKOではミトコンドリア障害が抑制されていた。RNA sequencing解析では、WT-TAC群と比較して、KO-TAC群では脂肪酸エネルギー代謝に関わる遺伝子発現が維持された一方、線維化に関わる遺伝子発現は抑制されていた。また、心筋梗塞(MI)モデルにおいても、TACによる心不全と同様の所見が認められた。以上より、圧負荷あるいは虚血いずれの病因による心不全においても、EIF4EBP3欠損がミトコンドリア機能を維持し、心保護的に作用することが示唆された。
2. 培養心筋細胞を用いたEIF4-EIF4EBP3経路による分子機序の解明
野生型(WT)あるいはEIF4EBP3遺伝子欠損(KO)マウスから採取した心筋細胞におけるエネルギー代謝を細胞外フラックスアナライザーを用いて測定したところ、WT由来心筋細胞と比較して、KO由来心筋細胞では好気的エネルギー代謝が維持されていた。一方、EIF4EBP3 cDNA強制発現心筋細胞では好気的エネルギー代謝が低下した。EIF4EBP3欠損においてミトコンドリア機能を維持する機序として、EIF4EBP3が代謝に関連する転写因子と相互作用し、ミトコンドリア関連遺伝子の発現を亢進させていることが示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究はほぼ計画通り順調に進んでおり、マウス心不全モデルの解析は概ね完了している。心筋細胞を用いた実験で、不全心筋におけるEIF4EBP3のエネルギー代謝に対する役割を明らかにし、相互作用を示す分子に関してもデータが得られている。検証実験を行いつつ、論文投稿の準備を進めている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
EIF4EBP3とタンパク相互作用を示す分子に関して細胞を用いた実験を進める。標的とする転写因子の強制発現あるいはノックダウンによる下流の遺伝子発現とミトコンドリア代謝の変化を検証する。年度内にデータをまとめ、論文を完成させ投稿する予定である。
|
