性ホルモン非ゲノム作用における心筋膜ラフト局在化シグナルの定量的解析

• Project Area: Establishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
• Project/Area Number: 23136503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 黒川 洵子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (40396982)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 不整脈 / 性差 / イオンチャネル / 非ゲノム経路 / 膜局在 / 循環器 / 冠血管 / 発生 / 再生

Outline of Annual Research Achievements

不整脈発症と性差との関連を定量的に解析することを目標とし，膜マイクロドメインに局在化した性ホルモンシグナルによる心筋イオンチャネルの制御と不整脈との関連について定量的なwetデータを提出してコンピューターシミュレーションに導入することを研究の目的とした．
前年度までに，電気生理学的実験からNOとcAMPの相互作用は脂質ラフトに局在するPDE2であることを示したので、今年度は心筋培養細胞もしくは新生児マウス心室筋細胞にcAMPセンサーを発現させ、cAMPシグナルに対する性ホルモンの作用を解析した。膜マイクロドメインでcAMPシグナルへの作用が異なる可能性を調べるために，ラフトもしくは非ラフトに局在化するタグを付加したcAMPプローブを採用した．どちらのプローブもβアドレナリン性刺激による細胞内cAMP上昇に反応してFRETシグナルが増大した．一方，βアドレナリン性刺激により増大したFRETシグナルは，性ホルモン（プロゲステロン）添加により，ラフト局在型プローブでのみPDE2依存的に減少した．よって，βアドレナリン性受容体と膜局在型プロゲステロン受容体を介したシグナルのクロストークでは，膜ラフト依存的な膜マイクロドメイン内で局所に細胞内cAMPが調節されていることが示された．生きた細胞で膜マイクロドメインごとのcAMPシグナルを切り分けることに成功し，今後はこの結果をコンピューターシミュレーションに導入していきたい．
また，性ホルモンで調節されるIKsチャネルの膜マイクロドメインについて、KCNQ1の免疫沈降物をプロテオーム解析を行い，機能解析の候補分子を得た。
さらに，データーベースからのマイクロアレイ解析による性差解析に着手した．

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Effects of an hERG Activator, ICA-105574, on Electrophysiological Properties of Canine Hearts (2013)
  • Author(s): Asayama M, Kurokawa J, Shirakawa K, Okuyama H, Kagawa T, Okada J, Sugiura S, Hisada T, Furukawa T.
  • Journal Title: Journal of Pharmacological Sciences Volume: 121 Issue: 1 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1254/jphs.12220FP
  • NAID: 10031147581
  • ISSN: 1347-8613, 1347-8648
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-genomic Action of Sex Steroid Hormones and Cardiac Repolarization (2013)
  • Author(s): Kurokawa J, Furukawa T.
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 36 Issue: 1 Pages: 8-12
  • DOI: 10.1248/bpb.b212021
  • NAID: 130003361360
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
• [Journal Article] Disease characterization using LQTS-specific induced pluripotent stem cells. (2012)
  • Author(s): Egashira T, Yuasa S, Suzuki T, Tohyama S, et al.
  • Journal Title: Cardiovasc. Res. Volume: 95 Issue: 4 Pages: 419-29
  • DOI: 10.1093/cvr/cvs206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Region- and Condition-Dependence of the Membrane and Ca2+ Clocks in the Sinus Node (2012)
  • Author(s): Kurokawa J, Furukawa T
  • Journal Title: Circulation Journal Volume: 76 Issue: 2 Pages: 293-294
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-11-1354
  • NAID: 10030035264
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
• [Journal Article] Circulating KCNH2 Current-Activating Factor in Patients with Heart Failure and Ventricular Tachyarrhythmia (2011)
  • Author(s): Sugiyama H, Nakamura K, Morita H, Akagi S, Tani Y, Katayama Y, Nishii N, Miyoshi T, Nagase S, Kohno K, Kusano KF, Ohe T, Kurokawa J, Furukawa T, Ito H
  • Journal Title: PLoS One Volume: 6 Issue: 5 Pages: e19897-e19897
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0019897
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Localized cAMP signaling in the heart regarding a cross-talk with a non-genomic pathway of progesterone receptors (2013)
  • Author(s): Kodama M, Goryoda S, Tomida T, Furukawa T, Kurokawa J
  • Organizer: The 2ndHD Physiology International Symposium
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2013-06-28
• [Presentation] unctional optimization of commercially available human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (iCell-CMs) for evaluation of drug-induced QT prolongation. (2013)
  • Author(s): Li Min, Yasunari Kanda, Takashi Ashihara, Yuko Sekino, Tetsushi Furukawa, Junko Kurokawa
  • Organizer: The 2ndHD Physiology International Symposium
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2013-06-28
• [Presentation] Gender differences in cardiac repolarization and the underlying mechanisms. (2013)
  • Author(s): Kurokawa J
  • Organizer: 90回日本生理学会年会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2013-03-27
  • Invited
• [Presentation] 心筋細胞における性ホルモン非ゲノム経路の局在化機構. (2013)
  • Author(s): 五領田小百合, 児玉昌美，古川哲史，黒川洵子
  • Organizer: 日本薬学会第133回年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] Regulation of cardiac L-type Ca2+ currents through a non-genomic action of sex hormones. (2013)
  • Author(s): Kurokawa J, Kodama K, Goryoda S, Furukawa T
  • Organizer: 86回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2013-03-21
  • Invited
• [Presentation] Localization of a non-genomic pathway of cardiac progesterone receptors. (2013)
  • Author(s): Goryoda S, Kodama M, Furukawa T and Kurokawa J
  • Organizer: 第86回日本薬理学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] Involvement of PDE2 in a localized regulation of the L-type Ca2+ channels by progesterone. (2013)
  • Author(s): Kurokawa J, Kodama M, Goryoda S, T Furukawa
  • Organizer: 57th Biophysical Society Annual Meeting
  • Place of Presentation: Philadelphia, USA
  • Year and Date: 2013-02-03
• [Presentation] Gender differences in cardiac physiology. (2013)
  • Author(s): Kurokawa J
  • Organizer: 日仏先端科学シンポジウム 2013
  • Place of Presentation: 滋賀
  • Year and Date: 2013-01-25
• [Presentation] 性ホルモンシグナル局在化による心筋L型カルシウムチャネル調節機構. (2012)
  • Author(s): 黒川洵子、児玉昌美、五領田小百合、古川哲史
  • Organizer: 平成24年度生理学研究所研究会
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2012-11-21
• [Presentation] Contractile behaviors of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte monolayers evaluated with an image-based analysis using motion vector prediction technique: a comparison with extracellular electrophysiology. (2012)
  • Author(s): Hayakawa T, Kunihiro T, Ando T, Unno H, kobayashi S, Matsui E, Kurokawa J, Furukawa T.
  • Organizer: Safety Pharmacology Society 12th annual meeting
  • Place of Presentation: Arizona, USA
  • Year and Date: 2012-10-01
• [Presentation] Evaluation of contractile behavior of human iPS cell-derived cardiomyocytes based on motion vector prediction method. (2012)
  • Author(s): Hayakawa T, Kunihiro T, Unno H, Matsui E, Yasuda A, Kurokawa J, Furukawa T.
  • Organizer: 第39回日本毒性学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2012-07-17
• [Presentation] QT延長シグナル調節機構. (2012)
  • Author(s): 黒川洵子
  • Organizer: 第29回日本心電学会学術集会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Invited
• [Presentation] Gender differences in cardiac physiology (2012)
  • Author(s): Kurokawa J
  • Organizer: Japan-French Frontier of Science 2012
  • Place of Presentation: Nice, France
• [Presentation] Characterization of iPS-derived cardiomyocytes (2012)
  • Author(s): 黒川洵子、遠山周吾、村田光繁、古川哲史、福田恵一
  • Organizer: 第3回日本安全性薬理研究会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ヒトiPS由来心筋の電気生理学的性質におよぼす分化誘導時間の影響 (2012)
  • Author(s): 黒川洵子、遠山周吾、村田光繁、古川哲史、福田恵一
  • Organizer: 第132回日本薬学会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] Quantitative characterization of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (2012)
  • Author(s): Min L, Kurokawa J, Kanda Y, Toyama S, Murata M, Sekino Y, Fukuda K, Furukawa T
  • Organizer: The 1^<st> HD physiology International Symposium
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] An involvement of sympathetic nervous system stimulation in a gender disparity of nongenomic actions of dihydrotestosterone on cardiac L-type Ca^<2+> currents (2012)
  • Author(s): Lopez-Redondo F, Kurokawa J, Furukawa T
  • Organizer: 第85回日本薬理学会大会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Characterization of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (2011)
  • Author(s): 李敏、黒川洵子、諫田泰成、関野祐子、古川哲史
  • Organizer: 第124回日本薬理学会関東部会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-06-04
• [Presentation] 男の心臓、女の心臓(性ホルモンと不整脈) (2011)
  • Author(s): 黒川洵子、古川哲史
  • Organizer: 生体機能と創薬シンポジウム2011
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 性ホルモンと不整脈 (2011)
  • Author(s): 黒川洵子、古川哲史
  • Organizer: 日光シンポジウム
  • Place of Presentation: 日光
• [Presentation] A non-invasive method for monitoring the contractile behaviors of cardiomyocytes based on the high-resolution digital video analysis (2011)
  • Author(s): Hayakawa, T, Kunihiro, T, Uno, H, Matsui, E, Yasuda, A, Okano, T, Kurokawa, J, Furukawa, T
  • Organizer: Stem cell Society Singapore Symposium 2011
  • Place of Presentation: Biopolis, Singapore
• [Presentation] マウス胎児心臓における冠血管走行の性差 (2011)
  • Author(s): 児玉昌美、萩原理生、有馬勇一郎、西山功一、栗原裕基、古川哲史、黒川洵子
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Book] Remodeling of potassium channels in cardiac hypertrophy In: Molecular Mechanisms of Cardiac Remodeling. (2013)
  • Author(s): Sasano T, Kurokawa J
  • Total Pages: 599
  • Publisher: Springer, New York
• [Book] Springer-Verlag, Germany (2012)
  • Author(s): Kurokawa J, Kodama M, Furukawa T, Clancy CE
  • Total Pages: 600
  • Publisher: Sex and gender aspects in anti-arrhythmic therapy. In: Sex and Gender Difference in Pharmacology. Handbook of Experimental Pharmacology 214,
• [Remarks] 研究室概要
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/cph/index3.html