長鎖非コードRNAを用いた心筋再生の改善とその分子基盤の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K19396
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 西山 崇比古 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (20464844)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: non coding RNA

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、non coding RNAでもまだ機能が十分に解明されていないlinc RNAに着目している。かつては意味のない配列と考えられていたnon coding RNAであるが、今までは転写制御に関する重要な機能を持つことがわかってきている。今までにも。心臓発生では心筋特異的microRNA配列の解析が進んでおり、心臓で高発現するmicroRNAの特異的欠損マウスでは、心臓に重大な欠陥を呈することがわかってきている。また、ＥＳ細胞を用いた研究でも、心筋分化をmicroRNAが効率上昇に寄与することがわかってきている。心筋特異的なlinc RNAの作用機序に関する具体的な報告は少なく、クロマチン修飾によってエピジェネティックな転写制御を心臓発生、心筋分化過程で解明することを目標としている。心筋分化誘導の最終的な応用は再生医学という実臨床へ結び付けることを目的としている。現在、iPS細胞の心筋分化誘導が確立され、より効果的な心筋分化誘導を開発することが将来の心筋再生医療への大きな発展となる。

Current Status of Research Progress

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

Reason

心臓発生と心筋分化誘導下において必要なlinc RNAを同定するためにマウス胎児、出生後、成獣からＲＮＡを抽出した。また、ＥＳ細胞から心筋分化誘導し作成した心筋細胞と未分化状態のＥＳ細胞からＲＮＡを抽出した。これらの、サンプルより心筋特異的なlinc RNAを特定することができた。免疫クロマチン沈降を施行し、心筋特異的なlinc RNAと関連するヒストン修飾因子の同定をおこなっている。

Strategy for Future Research Activity

同定した心筋特異的linc　RNAに対する特異的抗体を用いて、転写因子や結合タンパク質の同定、ＤＮＡとの相互作用やヒストン修飾のゲノム上での局在を同定する。心臓発生における作用を調べるために、ＥＳ細胞やマウス心臓、ips細胞からのサンプルを用いる予定である。ヒストンの翻訳後修飾は様々な細胞機能制御に重要な役割を果たすことがわかっているが、遺伝子の発現やクロマチン構造の制御には特にヒストンＨ３の9番のメチル化が注目されている。遺伝子の発現制御やゲノムの安定性関わるヘテロクロマチンの維持に重要であるメチル化酵素、脱メチル化酵素、複合タンパク質との相互作用に重点をおいて解析する。

Causes of Carryover

心臓発生における作用を調べるために、ＥＳ細胞やマウス心臓、ips細胞からのサンプルを用いる予定である。そのために、材料の維持費用と培養試薬の調整が必要であったため。
ヒストンの翻訳後修飾は様々な細胞機能制御に重要な役割を果たすことがわかっているが、遺伝子の発現やクロマチン構造の制御には特にヒストンＨ３の9番のメチル化が注目されている。遺伝子の発現制御やゲノムの安定性関わるヘテロクロマチンの維持に重要であるメチル化酵素、脱メチル化酵素、複合タンパク質との相互作用に重点をおいて解析する。免疫クロマチン沈降のみでは修飾因子の同定が困難である場合には次世代シークエンサーを用いてより詳細な解析を加える必要性が生じたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

心筋特異的linc RNAの結合因子の同定と、免疫沈降法を用いてエピジェネティックな機構を中心に機能解析をすすめる。心臓線維芽細胞から心筋細胞直接誘導を行う技術とを組み合わせ、心筋分化促進に向かう誘導を試みる。最終的には、心筋再生効率の上昇を目指す。

Research Products

• [Journal Article] A cost-utility analysis for catheter ablation of atrial fibrillation in combination with warfarin and dabigatran based on the CHADS(2) score in Japan. (2016)
  • Author(s): Kimura T, Igarashi A, Ikeda S, Nakajima K, Kashimura S, Kunitomi A, Katsumata Y, Nishiyama T, Nishiyama N, Fukumoto K, Tanimoto Y, Aizawa Y, Fukuda K, Takatsuki S
  • Journal Title: Journal of Cardiology Volume: 16 Pages: S0914-5087
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2016.01.008.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effective Cibenzoline Treatment in a Patient With Midventricular Obstruction After Transcatheter Aortic Valve Implantation (2016)
  • Author(s): Isobe S, Ieda M, Kohno T, Nishiyama T, Maekawa Y, Tsuruta H, Murata M, Yashima F, Yanagisawa R, Tanaka M, Inami S, Nasuno T, Haruyama A, Sano M, Hayashida K, Fukuda K.
  • Journal Title: Circulation Heart Failure. Volume: 9 Pages: e002629
  • DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.115.002629.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diagnostic Accuracy of Commercially Available Automated External Defibrillators (2015)
  • Author(s): Nishiyama T, Nishiyama A, Negishi M, Kashimura S, Katsumata Y, Kimura T, Nishiyama N, Tanimoto Y, Aizawa Y, Mitamura H, Fukuda K, Takatsuki S
  • Journal Title: Journal of American Heart Association. Volume: 4 Pages: e002465
  • DOI: 10.1161/JAHA.115.002465.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Visualization of the left atrial appendage by phased-array intracardiac echocardiography from the pulmonary artery in patients with atrial fibrillation. (2015)
  • Author(s): Nishiyama T, Katsumata Y, Inagawa K, Kimura T, Nishiyama N, Fukumoto K, Tanimoto Y, Aizawa Y, Tanimoto K, Fukuda K, Takatsuki S
  • Journal Title: Europace Volume: 17 Pages: 546-51
  • DOI: 10.1093/europace/euu383
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrical superior vena cava isolation using photodynamic therapy in a canine model. (2015)
  • Author(s): Kimura T, Takatsuki S, Miyoshi S, Takahashi M, Ogawa E, Nakajima K, Kashimura S, Katsumata Y, Nishiyama T, Nishiyama N, Tanimoto Y, Aizawa Y, Arai T, Fukuda K.
  • Journal Title: Europace Volume: 2 Pages: 294-300
  • DOI: 10.1093/europace/euv016
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Predictive factor and clinical consequence of bundle-branch block after transcatheter aortic valve implantation (2016)
  • Author(s): Takahiko Nishiyama
  • Organizer: 第80回 日本循環器学会 学術集会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター 仙台市 宮城県
  • Year and Date: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [Presentation] 経皮的カテーテル的弁置換術後に完全房室ブロックとなりペースメーカ植込みを施行した症例 (2016)
  • Author(s): 西山 崇比古
  • Organizer: 第8回植込みデバイス関連冬季大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場 北九州市 福岡県
  • Year and Date: 2016-02-05 – 2016-02-07
• [Presentation] Mitral isthmus ablation using a circular mapping catheter positioned in the left atrial appendage as a reference for complete conduction block (2015)
  • Author(s): Takahiko Nishiyama
  • Organizer: European Society of Cardiology Congress 31th
  • Place of Presentation: ExCeL London, London, UK
  • Year and Date: 2015-08-29 – 2015-09-02
• [Presentation] Mitral isthmus ablation using a circular mapping catheter positioned in the left atrial appendage as a reference for conduction block (2015)
  • Author(s): Takahiko Nishiyama
  • Organizer: the 30th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society and the 32nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Society of Electrocardiology, 29th July 2015
  • Place of Presentation: 京都国際会議場 京都市 京都府
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] Electrophisiological estimation and catheter ablation of arrhythmias in patients with adult congenital heart disease (2015)
  • Author(s): Takahiko Nishiyama
  • Organizer: The 79th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場 大阪市 大阪府
  • Year and Date: 2015-04-24 – 2015-04-26