内因性心筋再生の増幅を目的とした心筋細胞Hippo-YAP経路の制御方法の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K09132
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 武田 憲文 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60436483)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 心筋細胞分裂 / Hippo-YAP経路 / 創薬

Outline of Annual Research Achievements

従来、成獣の心筋細胞は「最終分化細胞であり分裂しない」と考えられてきたが、僅かにターンオーバーしていることが実証され、その主な起源（細胞種）として、既存の成体心筋細胞の分裂が注目されている。臓器や器官の「適切な大きさ（増殖速度）」を決めるHippo-YAP経路が、心筋細胞の増殖にも関与するという報告があるが、その制御機構やHippo経路の最終的なエフェクター（転写補因子）であるYAPやTAZの標的因子は十分には検討されておらず、またその制御方法も不明である。本課題では、成体心筋細胞の増殖能を制御し得るシグナル伝達系としてHippo-YAP経路に着目し、これを制御する薬剤創出を試みている。約20,000種類の未知化合物ライブラリーから、上皮細胞に対してYAP, TAZを活性化させる系を新たに構築して各々の１次スクリーニングを施行し、次に、心筋細胞の増殖能に与える効果について、DNA合成（EdU取り込み）、核分裂（pH3染色）、細胞質分裂（Aurora B染色）、細胞周期（Fucci）を指標に大規模細胞内機能解析装置InCellAnalyzerを用いて検証（2次スクリーニング）したところ、特に有用な1種類の有機化合物を選出できた。現在、薬物効果を高めるために、側鎖一部の改変を試みており、生体内で安定し活性も高く、一方で毒性も少ない薬剤の創出作業を継続中であり、これまでに10種類以上の誘導体を作成して検討中である。
今後は、詳細な作用機序の検証を行い、マウス心筋梗塞モデルや拡張型心筋症モデルの心機能や心筋細胞の増殖能に与える影響を検証する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Hippo-YAP/TAZ経路の活性化および心筋細胞の増殖能や細胞周期を指標にして、未知化合物（20,000種類）のスクリーニング作業を順調に進められている。

Strategy for Future Research Activity

側鎖の改変については、活性および毒性を十分に考慮して慎重に行う予定である。その上で、詳細な作用機序の検証を行い、マウス心筋梗塞モデル心機能や心筋細胞の増殖能に与える影響を検証する予定である。

Causes of Carryover

2016年3月使用を予定していた物品の納入が、2016年4月の納入となったために、若干の消耗品分の予算を繰越とした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

上記の物品の納入後（2016年4月）に使用する予定（全体の実験計画の遅延には繋がらない）。

Research Products

• [Journal Article] Hopx distinguishes hippocampal from lateral ventricle neural stem cells (2015)
  • Author(s): Li D, Takeda N, Jain R, Manderfield LJ, Liu F, Li L, Anderson SA, Epstein JA.
  • Journal Title: Stem Cell Res Volume: 15 Pages: 522-529
  • DOI: 10.1016/j.scr.2015.09.015
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A deleterious MYH11 mutation causing familial thoracic aortic dissection (2015)
  • Author(s): Takeda N, Morita H, Fujita D, Inuzuka R, Taniguchi Y, Nawata K, Komuro I.
  • Journal Title: Human Genome Variation Volume: 2 Pages: 15028
  • DOI: 10.1038/hgv.2015.28
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A novel mutation of TGFBR2 causing Loeys-Dietz syndrome complicated with pregnancy-related fatal cervical arterial dissections (2015)
  • Author(s): Takeda N, Fujita N, Morita H, Kato M, Nishimura H, Inuzuka R, Taniguchi Y, Nawata K, Hyodo H, Imai Y, Hirata Y, Komuro I.
  • Journal Title: Int J Cardiol Volume: 201 Pages: 288-290
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2015.07.109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A deletion mutation in myosin heavy chain 11 causing familial thoracic aortic dissection in two Japanese pedigrees (2015)
  • Author(s): Takeda N, Imai Y, Morita H, Miya F, Hyodo H, Fujita D, Tajima T, Tsunoda T, Nagai R, Kubo M, Komuor I.
  • Journal Title: Int J Cardiol Volume: 195 Pages: 290-292
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2015.05.178
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Congenital contractural arachnodactyly complicated with aortic dilatation and dissection: Case Report and review of literature (2015)
  • Author(s): Takeda N, Morita H, Fujita D, Inuzuka R, Taniguchi Y, Imai Y, Hirata Y, Komuro I.
  • Journal Title: Am J Med Genet A Volume: 167 Pages: 2382-2387
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.37162
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plasticity of Hopx(+) type I alveolar cells to regenerate type II cells in the lung. (2015)
  • Author(s): Jain R, Barkauskas C.E, Takeda N, Bowie E.J, Aghajanian H, Wang Q, Padmanabhan A, Manderfield L.J, Gupta M, Li D, Li L, Trivedi C.M, Hoan L.M, Epstein J.A.
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 6 Pages: 6722
  • DOI: 10.1038/ncomms7727
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A case of congenital contractural arachnodactyly without FBN1 or FBN2 gene mutation, complicated with dilated cardiomyopathy. (2015)
  • Author(s): Yagi H, Hatano M, Takeda N#, Harada S, Suzuki Y, Taniguchi Y, Shintani Y, Morita H, Kanamori N, Aoyama T, Watanabe M, Manabe I, Akazawa H, Kinugawa K, Komuro I.
  • Journal Title: Intern Med Volume: 54 Pages: 1237-1241
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.54.4280
  • Peer Reviewed
• [Presentation] マルファン症候群におけるFBN1遺伝子変異パターンとの関連性の解析 (2015)
  • Author(s): 谷口優樹, 筑田博隆, 大島寧, 松林嘉考, 武田憲文, 藤田大司, 犬塚亮, 縄田寛, 小野貴司, 田中栄.
  • Organizer: 第49回日本側弯症学会
  • Place of Presentation: りゅーとぴあ新潟市民芸術文化会館（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2015-11-05 – 2015-11-06
• [Presentation] マルファン症候群における包括的診療体制の重要性 (2015)
  • Author(s): 今井靖, 藤田大司, 武田憲文, 西村敬史, 加藤昌義, 鈴木淳一, 小室一成, 平田恭信.
  • Organizer: 第56回日本脈管学会学術集会
  • Place of Presentation: 虎ノ門ヒルズフォーラム（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-10-29 – 2015-10-31
• [Presentation] 当院マルファン外来における各種遺伝子異常の頻度 (2015)
  • Author(s): 大森紹玄, 犬塚亮, 田中優, 中釜悠, 進藤考洋, 平田陽一郎, 清水信隆, 藤田大司, 武田憲文, 岡明.
  • Organizer: 第51回日本小児循環器学会総会
  • Place of Presentation: ホテル日航東京（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-07-16 – 2015-07-18
• [Book] 血管医学：血管再生のメカニズム (2016)
  • Author(s): 藤原隆行, 武田憲文, 小室一成.
  • Total Pages: 7 (p9-15)
  • Publisher: メディカルビュー社
• [Book] Annual Review 循環器 2015：生体心筋細胞は分裂するのか？ (2015)
  • Author(s): 武田憲文, 原弘典, 小室一成.
  • Total Pages: 7 (p1-7)
  • Publisher: 中外医学社
• [Book] 医学書院：マルファン症候群と類縁疾患 (2015)
  • Author(s): 武田憲文, 藤田大司, 犬塚亮, 谷口優樹, 縄田寛, 山内治雄, 加藤昌義, 西村敬史, 永原幸, 中島淳, 小野稔, 小室一成.
  • Total Pages: 8 (p561-568)
  • Publisher: 呼吸と循環