O型糖転移酵素GALNTによる低活性型proBNP糖鎖修飾及び分泌制御機構の解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09498
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中川 靖章 京都大学, 医学研究科, 助教 (70452357)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 桑原 宏一郎 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (30402887) ; 錦見 俊雄 京都大学, 医学研究科, 非常勤講師 (80291946)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 分子心臓病学

Outline of Annual Research Achievements

脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)は心保護作用を持つ生理活性ペプチドで、心負荷に応じて主に心室から分泌され、心不全のバイオマーカーとしてその有用性が確立している。近年、BNPの前駆体であり、生理活性の弱いproBNPが血中に存在し、不全心においてその分泌が亢進していること、proBNPは糖鎖修飾されていることなどが報告されてきた。申請者はproBNPの糖鎖修飾および分泌調節機序の解明に取り組み、既に心筋細胞においてproBNPのN末端に存在するO型糖鎖結合がproBNP分泌に強く関与することなどを明らかにしてきたが、本申請研究ではproBNPの糖鎖修飾・分泌調節に関与するO型糖転移酵素GALNTの役割及びそのmicroRNAなどによる発現調節機序の詳細を明らかにすべく研究を進めている。
平成28年度は、糖鎖修飾を介したproBNP分泌制御へのGALNT1,2の関与、及びその発現調節機構におけるmiR-30の関与について検討した。ヒトBNP遺伝子を導入した新生仔ラットの培養心筋細胞(NRVMs)において、肥大刺激はGALNT1、2発現を増加させ、かつ培養上清中のproBNP分泌割合を亢進させた。GALNT1,2のノックダウンは培養上製中のproBNPの割合を増加させた。GALNT1及び2の3’非翻訳領域に共通してmiR-30の認識配列が存在し、肥大刺激によりmiR-30の発現が低下すること、またNRVMsへのmiR-30の過剰発現によりGALNT1及び2の発現が減少し、proBNPの分泌割合が有意に減少することを見出した。これらによりmirR-30-GALNTsによるproBNP分泌調節機序が明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

糖鎖構造解析についてはproBNPの高濃度の抽出が困難で試行錯誤を加えているところであるが、他について概ね順調に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

平成２８年度の研究で得られた成果を受けて、proBNPの分泌機序について、シアル酸転移酵素の関与や、miR30-GALNT経路以外の制御機構についても検討を進めていく。またproBNPの糖鎖構造解析についても進めていく。その際、糖鎖構造解析に必要なproBNPの精製については、抗体の結合した金属ビーズなどを利用した抽出、精製法も検討している。

Research Products

• [Journal Article] MiR30-GALNT1/2 axis-mediated glycosylation contributes to the increased secretion of inactive human pro-BNP from failing hearts. (2017)
  • Author(s): Nakagawa Y, Nishikimii T, Kuwahara K, Fujishima A, Oka Shingo, Tsutamoto T, Kinoshita H, Nakao K, Cho K, Inazumi H, Okamoto H, Nishida M, Kato T, Fukushima H, Yamashita JK, Wijnen W, Creemers EE, Kangawa K, Minamino N, Nakao K, Kimura T.
  • Journal Title: J Am Heart Assoc. Volume: 6 Pages: e003601
  • DOI: 10.1161/JAHA.116.003601.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Endothelium-derived C-type natriuretic peptide contributes to blood pressure regulation by maintaining endothelial integrity. (2017)
  • Author(s): Nakao K, Kuwahara K, Nishikimi T, Nakagawa Y, Kinoshita H, Minami T, Kuwabara Y, Yamada C, Yamada Y, Tokudome T, Nagai-Okatani C, Minamino N, Nakao YM, Yasuno S, Ueshima K, Sone M, Kimura T, Kangawa K, Nakao K
  • Journal Title: Hypertension. Volume: 69 Pages: 286-296
  • DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.08219.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The rennin-angiotensin system promotes arrhythmogenic substrates and lethal arrhtymias in mice withnon-ischemic cardiomyopathy. (2016)
  • Author(s): Yamada C. Kuwahara K. Yamazaki M. Nakagawa Y, Nishikimi T, Kinoshita H, kuwabara Y, Minami T, Yamada Y, Shibata J, Nakao K, Cho K, Arai Y, Honjo H, Kamiya K, Nakao K, Kimura T.
  • Journal Title: Cardiovasc Res. Volume: 109 Pages: 162-173
  • DOI: Doi:10.1093/cvr/cvv248.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Adipocyte-derived adrenomedullin suppresses age-and obesity-related increase in blood pressure (2017)
  • Author(s): Kosai Cho, Takeya Minami, Koichiro Kuwahara, Toshio Nishikimi, Hideaki Kinoshita, Kenji Moriuti, Kaoru Koike, Kenji Naoto Minamino, KangawaYasuaki Nakagawa, Hideyuki Kinoshita, Kazuwa Nakao, Takeshi Kimura
  • Organizer: The81st Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Sciety
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-19
• [Presentation] 僧帽弁逆流の成因解明にストレインエコーが有用であった心サルコイドーシスの一症例 (2017)
  • Author(s): 米田智也、木下秀之、中島康弘、相澤卓範、岡林真梨恵、中川靖章、桑原宏一郎、木村剛
  • Organizer: The81st Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Sciety
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-19
• [Presentation] Prediction of poor otcome after PAH targeted therapy in pulmonary arterial hypertension patients with lung disease (2017)
  • Author(s): Hideyuki Kinoshita, Takanari Fujita, HiromuYanagisawa, Kenji Moriuchi, Hideaki Inazumi, Narituatsu Saitoh, Yasuaki Nakagawa, Koichiro Kuwahara, Koh Ono, Takeshi Kimura
  • Organizer: The81st Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Sciety
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-19
• [Presentation] O-linked oligosaccharide atachment underestimates N-terminal proBNP(NT-proBNP) levels in heart failure (HF) and chronic renal failure (CRF) on hemodyalysis (HD) (2017)
  • Author(s): Toshio Nishikimi, Yasuaki Nakagawa, Koichiro Kuwahara, Hideyuki Kinoshita, Hideaki Inazumi, Kenji Moriuchi, Kazuwa Nakao, Takeshi Kimura
  • Organizer: The81st Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Sciety
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-19
• [Presentation] BNPを識る、そして病態を読む (2017)
  • Author(s): 中川靖章
  • Organizer: The81st Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Sciety
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-19
  • Invited
• [Presentation] 基礎から考えるBNP検査の臨床応用 (2017)
  • Author(s): 中川靖章
  • Organizer: STROKE2017
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2017-03-16 – 2017-03-19
  • Invited
• [Presentation] 病的心筋におけるmiR30-GALNT経路による糖鎖修飾を介したproBNP分泌制御 (2016)
  • Author(s): 中川靖章、錦見俊雄、桑原宏一郎、木下秀之、稲住英明、森内健史、南野直人、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第20回日本心血管内分泌代謝学会総会(CVMW2016)
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-12-16 – 2016-12-17
• [Presentation] miR-30-GALNT1,2経路による糖鎖修飾調節が病的心筋からのproBNP分泌に関与する (2016)
  • Author(s): 中川靖章、錦見俊雄、桑原宏一郎、木下秀之、稲住英明、森内健史、南野直人、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第26回 日本循環薬理学会
  • Place of Presentation: 松本
  • Year and Date: 2016-12-02 – 2016-12-02
• [Presentation] Ｇ蛋白サブユニットＧαoの発現亢進が拡張型心筋症モデルマウスにおける心機能低下に関与する (2016)
  • Author(s): 稲住英明、桑原宏一郎、桒原佳宏、中川靖章、木下秀之、森内健史、錦見俊雄、呉林なごみ、柏原俊英、山田充彦、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第26回 日本循環薬理学会
  • Place of Presentation: 松本
  • Year and Date: 2016-12-02 – 2016-12-02
• [Presentation] Secretion of proBNP is regulated by MiR30-GALNTs axis dependent O-linked glycosylation in the pathological myocardium. (2016)
  • Author(s): Yasuaki Nakagawa, Toshio Nishikimi, Koichiro Kuwahara, Hideyuki Kinoshita, Hideaki Inazumi, Kenji Moriuchi, Takao Kato, Naoto Minamino, Kazuwa Nakao, Takeshi Kimura
  • Organizer: AHA Scientific Session 2016
  • Place of Presentation: New Orleans, Louisiana, USA
  • Year and Date: 2016-11-13 – 2016-11-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Endogenous plasma NT-BNP is glycosylated and undetectable with the current NT-BNP assay system (2016)
  • Author(s): Toshio Nishikimi, Yasuaki Nakagawa, Koichiro Kuwahara, Hideyuki Kinoshita, Chinatsu Yamada, Takeshi Kimura, Kazuwa Nakao
  • Organizer: Hypertension Seoul 2016, The 26th Scientific meeting of the International Society of Hypertension
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 2016-09-24 – 2016-09-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MiR30-GALNT1/2 axis-mediatede glycosylation regulates the increase in inactive human pro-BNP secretion from failing heart. (2016)
  • Author(s): Koichiro Kuwahara, Yasuaki Nakagawa, Toshio Nishikimi, Hideyuki Kinoshita, Hiroyuki Okamoto, Takao Kato, Kenji Kangawa, Naoto Minamino, Kazuwa Nakao, Takeshi Kimura
  • Organizer: Hypertension Seoul 2016, The 26th Scientific meeting of the International Society of Hypertension
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 2016-09-24 – 2016-09-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 病的心筋からの脳性ナトリウム利尿ペプチド前駆体proBNP分泌はmiR-30-GALNT経路により制御されている (2016)
  • Author(s): 中川靖章、桑原宏一郎、錦見俊雄、木下秀之、稲住英明、森内健史、南野直人、中尾一和、木村剛
  • Organizer: Molecular Cardiovascular Conference II 2016
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-09-03 – 2016-09-04
• [Presentation] Unprocessed proBNP secretion is regulated by MiR30-GALNTs axis dependent O-glycosylation in the pathological myocardium.. (2016)
  • Author(s): Yasuaki Nakagawa, Toshio Nishikimi, Koichiro Kuwahara, Hideyuki Kinoshita, Chinatsu Yamada, Hideaki Inazumi, Kazuwa Nakao, Takeshi Kimura
  • Organizer: AHA BCVS2016
  • Place of Presentation: Phoenix, Arizona, USA
  • Year and Date: 2016-07-18 – 2016-07-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] miR30-GALNT経路によるO型糖鎖修飾調節を介した病的心からのproBNP分泌亢進機序 (2016)
  • Author(s): 中川靖章、錦見俊雄、桑原宏一郎、保野慎治、木下秀之、桒原佳宏、稲住英明、森内健史、上嶋健治、南野直人、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第２回 国際心血管薬物療法学会日本部会(J-ICPS)
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2016-06-25 – 2016-06-26
• [Presentation] MiR30-GALNT1/2 axis-mediated glycosylation at threonine 48 and 71 plays an essential role in the increased secretion of unprocessed pro-brain natriuretic peptide by failing hearts (2016)
  • Author(s): Kuwahara K, Nakagawa Y, Nishikimi T, Kangawa K, Minamino N, Nakao K, Kimura T.
  • Organizer: Heart Failure 2016
  • Place of Presentation: Florence, Italy
  • Year and Date: 2016-05-21 – 2016-05-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] デュアルインピーダンス法により計測された内臓脂肪面積と自宅血圧の日間変動指標との関連の検討 (2016)
  • Author(s): 桒原純子，桑原宏一郎，堀井和子，桒原佳宏，保野慎治，保野明子，藤永有里子，中川靖章，木下秀之，山田千夏，横井秀基，曽根正勝，上嶋健治，中尾一和，木村剛
  • Organizer: 第5回 日本高血圧学会 臨床高血圧フォーラム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-05-14 – 2016-05-15
• [Presentation] O型糖転移酵素GALNTのBNPプロセシング調節への関与 (2016)
  • Author(s): 中川靖章、錦見俊雄、桑原宏一郎、木下秀之、山田千夏、稲住英明、南野直人、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第89回 日本内分泌学会学術総会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-04-21 – 2016-04-23
• [Presentation] miR30-GALNT経路によるO型糖鎖修飾を介したBNPプロセシング調節が病的心筋からのproBNP分泌亢進に寄与する (2016)
  • Author(s): 中川靖章、錦見俊雄、桑原宏一郎、保野慎治、木下秀之、桒原佳宏、山田千夏、稲住英明、上嶋健治、南野直人、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第53回 日本臨床分子医学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-04-15 – 2016-04-16
• [Presentation] MiR30-GALNTs axis-mediated O-glycosylation plays an important role in the increased secretion of unprocessed pro-brain natriuretic peptide by failing heart (2016)
  • Author(s): Yasuaki Nakagawa, Toshio Nishikimi, Koichiro Kuwahara, Kazuwa Nakao and Takeshi Kimura
  • Organizer: Keystone symposia
  • Place of Presentation: Snowbird, Utah, ISA
  • Year and Date: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • Int'l Joint Research
• [Book] Endocrinology of the Heart in Health and Disease. Chapter 2 Adrenomedullin. (2017)
  • Author(s): T. Nishikimi, K. Kuwahara, Y. Nakagawa, K Kangawa, and K. Nakao
  • Total Pages: 18
  • Publisher: Elsevier Scinence
• [Remarks] 京都大学医学部付属病院循環器内科 心血管内分泌代謝グループ
  • URL: http://kyoto-u-cardio.jp/kisokenkyu/cat236/