2016 Fiscal Year Research-status Report
心筋細胞肥大の核内情報伝達機構を標的とした創薬による新規心不全療法の確立
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15K09108
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| Research Institution | Department of Clinical Research, National Hospital Organization Kyoto Medical Center |
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Principal Investigator |
長谷川 浩二 独立行政法人国立病院機構(京都医療センター臨床研究センター), 展開医療研究部, 研究部長 (50283594)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 循環器・高血圧 / シグナル伝達 / 薬学 / トランスレーショナルリサーチ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心不全は非常に予後が悪い疾患であり、その前段階である心肥大を抑制することが慢性心不全の予防・治療に効果的である。我々は心不全発症における心筋細胞核内情報伝達経路を検討し、ヒストンアセチル化酵素活性を有するp300が転写因子GATA4をアセチル化si,
病的な心筋細胞肥大や心不全の悪化・進展に重要な役割を果たしていることを見出した。またp300特異的HAT活性阻害作用を持つ天然物クルクミンが、高血圧性心疾患ならびに心筋梗塞後心不全において心機能低下を抑制することを見出した。さらにプロテオミクス解析によりGATA4結合因子として Receptor for activated protein kinase C1 (RACK1)やProtein arginine methyltransferase 5 (PRMT5) を同定した。平成27年度はRACK1の心筋細胞肥大における役割について詳細に検討し、RACK1のチロシンリン酸化がp300によるGATA4のアセチル化を制御することにより、心筋細胞肥大を抑制することを明らかにした。平成28年度はPRMT5の心筋細胞肥大における役割について検討し、PRMT5はp300をメチル化することでp300のアセチル化活性を上昇させ、圧負荷による心肥大を促進する可能性があることを見出した。
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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
平成27年度はRACK1のチロシンリン酸化がp300によるGATA4のアセチル化を制御することにより、心筋細胞肥大を抑制することを明らかにした。平成28年度はPRMT5の心筋細胞肥大における役割について検討した。、PRMT5とGATA4及びp300の結合をGST pull downで検討したところ、PRMT5はGATA4及びp300と直接結合することが確認された。さらにPRMT5によるGATA4及びp300のメチル化をin vitro methyltransferase assayにより検討した。HEK293T細胞に野生型のPRMT5または酵素活性部位を欠損させたΔPRMT5とp300を過剰発現させて、ウエスタンブロット（WB）法でp300のメチル化を検証したところ、PRMT5はGATA4をメチル化しなかったが、p300をメチル化することが判明した。一方、ΔPRMT5共発現ではp300のメチル化が減少した。心臓におけるPRMT5の役割を明らかにするため、心臓特異的PRMT5過剰発現 (TG) マウスに大動脈縮窄術 (TAC) を行い、心体重比及び心エコーにより心肥大の評価を行った。また心臓組織から抽出したヒストンを用いてWB法によりヒストンのアセチル化レベルを評価した。TGマウスでは野生型マウスに比べ、TACによる心肥大の進展と心短縮率及び左室駆出率の有意な低下が確認された。また、TACによりヒストンH3K9のアセチル化も増加した。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々は心不全発症における心筋細胞核内情報伝達経路を検討し、ヒストンアセチル化酵素活性を有するp300が転写因子GATA4をアセチル化することで病的な心筋細胞肥大や心不全の悪化・進展に重要な役割を果たしていることを見出した。そしてGATA4結合蛋白質の網羅的解析を行い、RACK1以外に、Methlosome protein 50 (MEP50) 、 Protein arginine methltransferase 5 (PRMT5)、Transducin beta lile 1 (TBL1) などの情報伝達に関わる蛋白を同定している。これらの蛋白がどのようにp300/GATA4 による心筋細胞肥大における遺伝子転写活性制御に関与しているのかを検討してゆく予定である。現在 PRMT5の心臓特異的欠損マウスも作成している。今後、心肥大反応時におけるp300とPRMT5の関係性をより詳細に検討することで、本研究が心不全発症のメカニズム解明につながることが期待される。またp300特異的HAT活性阻害作用を持つ天然物クルクミンが心不全発症・増悪進展の抑制に有効であることを見出したが、クルクミンの生物学的利用率は低いため、クルクミンをリード化合物としたより効果的な誘導体を探索する必要がある。今後クルクミンより高い抗がん作用を持つクルクミン類似体に着目し、p300-HAT活性阻害、心筋細胞肥大や心不全の進展に対する効果を検討して、心不全の新たな治療法につなげて行く予定である。
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| Causes of Carryover |
予定していた支出と実際の支出に差額が生じ、少額が残ったため次年度に使用するものとする。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、心不全発症伝達経路の解明として、MEP50、PRMT5、TBL1などの分子について解析予定であり、またPRMT5の心臓特異的欠損マウスの飼育や、大動脈縮窄ストレスによる心エコーによる心機能解析などを行ってゆく予定である。またクルクミンより高い抗がん作用を持つクルクミン類似体につき、p300-HAT活性阻害、心筋細胞肥大や心不全の進展に対する効果を検討して行く予定である。これらの研究計画に必要な経費として使用する予定である。
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[Journal Article] Highly absorptive curcumin reduces serum atherosclerotic low-density lipoprotein levels in patients with mild COPD2016
Author(s)
Funamoto M, Sunagawa Y, Katanasaka Y, Miyazaki Y, Imaizumi A, Kakeya H, Yamakage H, Satoh-Asahara N, Komiyama M, Wada H, Hasegawa K, Morimoto T.
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Journal Title
International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease
Volume: 11
Pages: 2029-2034
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Effect of Statins on Atherogenic Serum Amyloid A and α1-Antitrypsin Low-Density Lipoprotein Complexes2016
Author(s)
Miyazaki Y, Katanasaka Y, Sunagawa Y, Sae Hirano-Sunagawa, Funamoto M, Eriko Morimoto, Komiyama M, Shimatsu A, Satoh-Asahara N, Yamakage H, Wada H, Hasegawa K, Morimoto T.
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Journal Title
International Journal of Cardiology
Volume: 3
Pages: 332-336
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Statins reduced atherogenic oxidatively modified low-density lipoprotein complexes: STAT-LVDF study2016
Author(s)
Yusuke Miyazaki, Yasufumi Katanasaka, Yoichi Sunagawa, Masafumi, Funamorto, Hidetoshi Suzuki, Hiromichi Wada, Noriko Asahara, Akira Shimatsu, Hajime Yamakage, Koji Hasegawa, and Tatsuya Morimoto
Organizer
International Society of Cardiomyopathies and Heart Failure Congress 2016
Place of Presentation
Kyoto
Year and Date
2016-12-02 – 2016-12-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] Nobiletin, a polymethoxy flavonoid, prevents pressure-overload-induced systolic dysfunction in mice2016
Author(s)
Yoichi Sunagawa, Shintaro Ogawahara, Anna Suzuki, Masafumi Funamoto, Ryoga Sakurai, Yasufumi Katanasaka, Tomohiro Asakawa, Toshiyuki Kan, Hiromichi Wada, Koji Hasegawa, Tatsuya Morimoto
Organizer
International Society of Cardiomyopathies and Heart Failure Congress 2016
Place of Presentation
Kyoto
Year and Date
2016-12-02 – 2016-12-02
Int'l Joint Research
