2010 Fiscal Year Annual Research Report
心臓イオンチャネルの遺伝子異常と機能破綻の分子基盤
| Project Area | Establishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications |
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| Project/Area Number |
22136007
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
蒔田 直昌 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (00312356)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前村 浩二 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (90282649)
高塚 賢二 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (70378701)
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| Keywords | イオンチャネル / 遺伝性不整脈 / ギャップ結合 / シミュレーション / 遺伝子改変動物 |
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| Research Abstract |
進行性心臓伝導障害(PCCD)の発端者の139名の遺伝子解析によって、心筋Naチャネル遺伝子(SCN5A)変異12例とコネキシン(Cx40)の遺伝子変異(Q58L)を同定した。N2A細胞に発現させたQ58Lのコンダクタンスは、正常(WT)の1/10に低下していた。またGFPタグCx40の蛍光共焦点顕微鏡像から、Q58Lではプラーク形成能が障害され、細胞膜上にびまん性に発現していた。以上の結果から、Q58Lはヒス・プルキンエ細胞におけるギャップ結合の電気生理学的特性とトラフィッキングに異常をきたし、刺激伝導系に特異的な障害をきたすと考えられた。なお本研究では、Q58Lのトランスジェニックマウスとゼブラフィッシュを作成したが、ともに心房・心室の拍動異常は見られなかった。これは、Cx40の刺激伝導内分布や他のコネキシンisoformとの機能的な関連が、ヒトと小動物では大きく異なっているためかもしれない。
また、最近慶応大学の福田グループとの協力で、SCN5A変異E1784KのiPS心筋細胞のNa電流と活動電位測定を開始し、現在解析を進めている。E1784Kは3型QT延長症候群(LQT3)の中で最多の変異で、高率にBrugada症候群(BrS)と洞不全症候群(SSS)を合併するものとして研究代表者が報告したSCN5A変異である(Makita et al. J Clin Invest 2008)。従来のHEK293などの非心筋細胞を用いた解析法では、活動電位などの生理学的解析や薬理学的研究は不可能だったが、iPS心筋細胞を用いることによって、より生理的な条件で、患者特異的な分子病態メカニズムや新たな薬剤の効果を検討することができる。さらに、A01班の進める生体シミュレーションと有機的に連携することによって、不整脈の統合的理解が急速に進むと期待される。
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