| Project/Area Number |
23K08225
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
広藤 愛菜 旭川医科大学, 医学部, 助教 (70847516)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 恭平 旭川医科大学, 医学部, 講師 (00818479)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 細胞分裂 / Myc / 心筋再生 / エピジェネティクス / 転写調節 / 心臓再生 / Mycn |
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| Outline of Research at the Start |
マウスにおいてMycnは心筋細胞に分裂を誘導できることを発見した。このモデルを利用し、本研究では、分裂心筋細胞における遺伝子発現プロファイル変化と、心筋細胞分裂の誘導は心筋梗塞(MI)後の心臓を再生できるかどうかを明らかにする。また、同様の分裂制御機構がヒト心筋細胞においても保存されているかどうか検討し、心筋再生治療へ応用するための基盤を構築する。研究代表者である広藤が、研究全体を統括し全ての実験を行い、バイオインフォマティクス解析に関して、研究分担者の小山が担当する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
心臓はガン化しない臓器であるように、心筋細胞はがん原遺伝子のMycを発現させても分裂応答しないと知られていた。しかし、Myc、Mycl、Mycn、3つのアイソフォームからなるMycファミリーは、それぞれ異なる機能を発揮することに着眼し、心筋細胞での機能比較実験から、申請者はMycnがマウス心筋細胞に分裂を誘導できることを発見した。本研究では、心筋細胞に分裂を誘導する共通メカニズムを明らかにするとともに、心筋細胞分裂の活性化は心筋の再生を誘導できるかどうかを検討する。
昨年度のMycアイソフォームのRNA-seq解析より、Mycnは3つのアイソフォームで唯一細胞間質組織の活性化に関与することを明らかにした。2024年度は、Mycアイソフォームによる心臓組織への影響に視野を拡大し解析を行った。
マウスに心筋梗塞を作成して、Mycnの発現誘導が心筋障害に与える影響について検討した。GFPを発現させたコントロールと比較して、Mycnを発現させた心臓では心筋梗塞後1か月で心臓サイズの増大を認めた。また、GFPコントロール群では心機能が低下したが、Mycn群においては心機能が維持される傾向が観察された。Mycn群で心機能が維持される原因が、心筋の再生によるものかどうかを病理学的に解析した。心筋梗塞後のMycn群において、梗塞範囲の大きさの違いははっきりしなかったものの、梗塞部周囲の心筋細胞の変化が他群と大きく異なり、細胞核の巨大化が目立つなど、心筋梗塞に対する心筋細胞内変化が優位に認められた。また、Mycアイソフォームは心筋細胞特異的に発現していたが、線維芽細胞のHsp47やKi67染色や線維染色定量より、Mycn群優位に線維芽細胞の活性化と間質線維の増加を認めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の仮説に挙げたMycアイソフォーム発現による心筋梗塞後の心筋細胞の再生ははっきりしないものの、Myclが心筋梗塞後に心保護的に働くことは分かった。Mycnによる心保護作用の解明を行う段階である。おおむね研究計画に従い実験が進み、予定していたデータが得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度までは、Mycn発現を誘導した心臓での表現を詳細に解析し、心臓がどの様な表現型を示すのか明らかにすることが出来た。RNA-seq解析より遺伝子発現のレベルで、どのようなシグナル経路が動いているのか、どの分子が表現型のキーとなる因子であるかスクリーニングすることが出来た。Mycn発現による間質組織の活性化がMycアイソフォームの中で特異的であり、この性質が表現型でどのように働くかをMycアイソフォーム発現型長期飼育マウスと心筋梗塞モデルマウスで確認した。
Mycアイソフォーム発現長期飼育マウスでは、アイソフォーム別に新機能の低下や左室壁厚の相違を認め、Mycn群の左室壁厚が優位に大きい結果となった。組織学的に解析したところ、Mycn発現マウスの心臓は、短期飼育マウス（2週間）同様に長期飼育マウス（8週間）の心／体重比が最も大きいことが明らかになった。しかし、心筋細胞サイズもMycn群が優位に大きく、心／体重比は心筋細胞分裂によるものではなく、心筋細胞肥大が大きく関与すると示唆された。また、心筋梗塞モデルにおいて、Mycnが心筋保護的に作用する傾向を得られたので、その組織学的特徴や病理学的所見を解析することとした。
2025年度は、この心筋保護作用は心筋再生によるものなのかどうか、病理解析、心筋細胞の分裂活性測定、心筋細胞サイズの測定などを行い明らかにしていく。データの解析後、結果を論文報告する予定である。
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