遺伝子異常に起因する心不全の病態解明と治療法の開発に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470142
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 木村 彰方 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60161551)
• Keywords: 肥大型心筋症 / 拡張型心筋症 / Z帯 / 遺伝子変異 / タイチン / ミオシン脱リン酸化 / 心肥大 / テレトニン

Research Abstract

Z帯構成要素に着目して、特発性心筋症患者集団における遺伝子変異ないし多型の検索を行い、病因変異と考えられる遺伝子変化が認められた場合には、酵母2ハイブリッド系を用いて蛋白間相互作用変化等の機能解析を行った。具体的には、テレトニン及びタイチン遺伝子に、肥大型および拡張型心筋症に関連する病因変異を複数見出した。機能解析では、肥大型(テレトニン2件、タイチン1件)の場合はいずれもZ帯構成要素間の結合性が増強し、これに対して拡張型心筋症関連変異(テレトニン1件、タイチン2件)の場合はいずれも結合性が低下した。一方、ヒトにおけるZASP遺伝子のスプライシングパターンが組織ごとにかなり異なっており、心筋特異的なアイソフォームが複数存在することを明らかにし、またゲノム構造が全16エクソンより成ることを解明した。さらに拡張型心筋症患者にZASP遺伝子内に病因関連変異を発見し、これがZASP蛋白のホモダイマー形成能低下とPKC結合性の増強をもたらすことを見出した。このことは、これまでにない全く新しい拡張型心筋症の病態形成経路の存在を示唆する。一方、ミオシン脱リン酸化酵素の抑制サブユニットであるM21を高発現するトランスジェニックマウスにおける肥大心筋を用いて、リツターメイトとの比較でGeneChipによる発現遺伝子変化の網羅的解析を行ったところ、これまでに肥大反応として知られていたANF、SACTの発現増強やNaKATPaseの発現低下を確認した。一方、機能未知の多数の遺伝子群が心肥大期に特発的に発現増強ないし低下することを認めた。また、これらのうちの一部は、高血圧性心肥大のモデルであるDSSラットの肥大心筋においても同様に発現変化することが確認された。

Research Products

• [Publications] Arimura T, Suematsu N, Zhou YB, et al.: "Identification, characterization and functional analysis of heart-specific myosin light chain phoshatase small subunit"J. Biol. Chem.. 276. 6073-6082 (2001)
• [Publications] Soejima T, Kawamoto S, Akai J, et al.: "Isolation of novel heart-specific genes using the bodymap"Genomics. 74. 115-120 (2001)
• [Publications] Kimura A, Itoh-Satoh M, Hayashi T, et al.: "Molecular etiology of idiopathic cardiomyopathy in Asian populations"J Cardiol.. 37. S139-S146 (2001)
• [Publications] Shirai N, Makita N, Sasaki K, et al.: "Implication of an overlapping Na channelopathy in an idiopathic ventricular fibrillation associated with a cardiac Na channel mutation"Cardiovasc Res.. 53. 348-354 (2002)
• [Publications] 1toh-Satoh M, Hayashi T, Nishi H, et al.: "Titin mutations as the molecular basis for dilated cardiomyopathy"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 291. 385-393 (2002)