拡張型心筋症に起因する慢性心不全に対する遺伝子治療法の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370228
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 松崎 益徳 山口大学, 医学部, 教授 (60116754)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大草 知子 山口大学, 医学部, 助手 (00294629) ; 矢野 雅文 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (90294628) ; 池田 安宏 山口大学, 医学部, 寄附講座教員 (00260349) ; 青木 浩樹 山口大学, 医学部, 客員助教授 (60322244)
• Keywords: 慢性心不全 / 拡張型心筋症 / 蛋白ホスファターゼ1 / アデノウイルスベクター / アデノ関連ウイルスベクター / 心筋症ハムスター / 高効率心筋遺伝子導入

Research Abstract

慢性心不全のモデルである心筋症ハムスターUMX7.1strainを用い、正常な心機能期(6週齢)から、心肥大期(10週齢)、心不全期(28週)へと移行する各々の時期において、心機能・protein phosphatase 1,2A蛋白発現レベルと活性(phosphorylase a脱リン酸化活性)・主要な細胞内リン酸化蛋白のリン酸化レベルを検討した。Protein phosphatase(PP)1の蛋白発現レベルはβisoformが、細胞質分画、で10週齢から28週齢にかけて有意に増加していた。脱リン酸化活性は細胞質分画において、約30-50%増加していた。主要な細胞内リン酸化蛋白Qリン酸化を調べたところ、PP1活性の上昇と平行して上昇するParadoxicalな変化がみられたため、そのリン酸化酵素であるProteinkinase Aの活性を調べたところ、これもPP1活性と平行して心不全期に上昇する傾向がみられた。心不全の標準的治療薬であるβ受容体遮断薬投与ではβ受容体の再活性化のためPKA、PP1活性ともに上昇し、このことからのPP1活性の上昇はPKA活性の変化と相関してパラレルに起こっている現象であることが示唆された(日本心不全学会ポスター発表)。
次に、心筋症ハムスター心筋で上昇しているPP1活性を補正したときに、心不全の進行がどうなるか調べるためにPP1の内因性特異的阻害蛋白であるInhibitor-2の生体内高効率心筋遺伝子導入を行った。すでに心機能が低下し、心不症状が発現している15週齢の心筋症ハムスターに対し心筋高効率遺伝子導入を行った。治療対照群にはAdV.LacZ治療群を使用した。遣伝子導入後1週間後に血行動態を測定し、遺伝子導入効率を評価したところ、対照群のLacZの発現効率は30-50%であった。AdV.I-2導入群では遺伝子導入前に比べ明らかに左心室内径が縮小し、%FSでは経時的な低下が抑制された。Protein Phosphatase 1の阻害は心不全進行における左室リモデリングを正常化し、左室壁ストレスを有意に低下させたと考えられる。現在詳細な生化学的解析を行っている。(投稿準備中)。
カリフォルニア大学サンディエゴ校との共同研究で行っているphospholamban(PLN)dominant negative mutantの発現を促すAAVベクターを用いてラット心筋梗塞後心不全に対する変異型PLNの治療効果を検討したところ、遺伝子導入後6ヶ月において、収縮性は著明に改善し、対照群でみられた左心室のリモデリングも著明に改善された(J Clim Invest 2004)。

Research Products

• [Publications] Yoshitaka Iwanaga: "Chronic phospholamban inhibition prevents progressive cardiac dysfunction and pathological remodeling after infarction in rats"J Clin Invest. 113. 727-736 (2004)
• [Publications] Okuda Shinichi: "Valsartan restores sarcoplasmic reticulum function with no appreciable effect on resting cardiac function in pacing-induced heart failure"Circulation. 109. 911-919 (2004)
• [Publications] Nakamura Hiroshi: "Induction of left ventricular remodeling and dysfunction in the recipient heart after donor heart myocardial infarction : new insights into the pathologic role of tumor necrosis factor-alpha from a novel heterotopic transplant-coronary ligation rat model"J Am College Cardiol. 40. 173-181 (2003)
• [Publications] Hoshijima Masahiko: "Chronic suppression of heart-failure progression by a pseudophosphorylated mutant of phospholamban via in vivo cardiac rAAV gene delivery"Nature Medicine. 8. 864-871 (2002)
• [Publications] Ikeda Yasuhiro: "Restoration of deficient proteins in the cardiomyopathic hamster by in vivo cardiac gene transfer"Circulation. 105. 502-508 (2002)
• [Publications] Yano Masafumi: "FKBP12.6-mediated stabilization of calcium-release channel (ryanodine receptor) as a novel therapeutic strategy against heart failure"Circulation. 107. 477-484 (2003)