新規心臓線維芽細胞サブセットの機能解析と心筋梗塞後心不全の新たな治療戦略の開発

• Project/Area Number: 22KJ2695
• Project/Area Number (Other): 22J12746 (2022)
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund (2023); Single-year Grants (2022)
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 53020:Cardiology-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 高 聖淵 慶應義塾大学, 医学研究科(信濃町), 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 心筋梗塞 / 炎症 / 線維芽細胞

Outline of Research at the Start

心不全患者は本邦において年々爆発的に増加しており、原因として心筋梗塞（MI）がその半分以上を占め、予後が最も悪い。このことから現在もMIに対する新規の治療開発が望まれている。MI後の組織修復過程には免疫応答に付随する炎症反応が不可欠であるが、これらが過剰になるとMI後の心不全が増悪することが知られている。しかし、過剰になる機序は未だ不明である。申請者は心臓線維芽細胞におけるSipa1が炎症を調整していることを発見し、この遺伝子が心血管疾患における役割が未知であることから、Sipa1を介した心臓線維芽細胞の炎症調整機構を解明し、MI後心不全を予防する治療法に発展させることを目的としている。

Outline of Annual Research Achievements

2022年度において心臓線維芽細胞におけるSipa1の発現が心筋梗塞後の急性期における炎症を制御していることが示し、その機構を解明する目的でSipa1 flox/flox Tcf21Cre/+ tdTomatoレポータマウスの心筋梗塞モデル用いた検討により線維芽細胞特異的にSipa1をノックアウトした群の梗塞巣において、梗塞後1日目より心臓線維芽細胞におけるCcl2, Ccl7, Csf2の発現が低下していることが判明した。さらに、単球、マクロファージを単離して遺伝子変化を検討したところ、梗塞後１日目では遺伝子発現パターンに差がなかったのに対し、梗塞後3日目では有意にノックアウト群でIl1b, Ccl2, Ccl7, Mmp9等の炎症マーカーの発現抑制が確認された。2023年度において、骨髄由来マクロファージにレンチウイルスによるSipa1ノックダウン群の心臓線維芽細胞の培養上清やCSF2中和抗体を含んだ心臓線維芽細胞の培養上清を用いて培養し、遺伝子変化を観察したところ、対照群に対し炎症マーカーの発現の低下が再現された。以上から、梗塞巣における心臓線維芽細胞は、CCL2やCCL7の発現で単球を誘導しているだけでなく、CSF2の発現を通し、局所の炎症反応を増幅させていることが推察された。
2022年度ではSipa1がどうCcl2, Ccl7, Csf2の発現を制御しているかを調べるため、心臓線維芽細胞を単離し、Sipa1をノックダウンしてRNA sequenceによる遺伝子発現の差異を検討した結果、Ras系のシグナル分子であるRasgrp2の発現に差があることを見出した。2023年度からウエスタンブロットによる検討を経てSIPA1はMAPK経路の中でもMEKK1-MKK4/7-JNK-cJunの経路を経てCcl2, Ccl7, Csf2の発現を正に制御していることを見出した。

Research Products

• [Presentation] Stromal-Immune Crosstalk Underlying Post-Infarction Cardiac Repair (2023)
  • Author(s): Atsushi Anzai, Seien Ko
  • Organizer: Gordon Research Conference 2023 Atherosclerosis
  • Int'l Joint Research