2016 Fiscal Year Research-status Report
トロポニンT置換による拡張型心筋症治療法開発への挑戦
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16K15184
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
南沢 享 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40257332)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤池 徹 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (20647101)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 心筋症 / 遺伝子異常 / 筋原線維 / トロポニン / 遺伝子治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の最終目標は極めて予後不良な若年発症の拡張型心筋症(DCM)に対する根本的治療法を開発することにあ る。そのため本研究では「変異型トロポニンTは正常遺伝型トロポニンTの過剰発現によって置換し得る」という 作業仮説を、若年発症型DCMモデルマウスを使って検証することを目的としている。 さらに若年型DCMマウスの極めて初期段階(出生直後から離乳期まで)での心筋の構造的・機能的異常を経時的に調べ、若年段階で進行性の病態形成に働くシグナ ル分子や調節機構の同定を目指しており、平成28年度は以下の研究成果を得た。
トロポニンTアミノ酸変異（ΔK210）ノックインマウス（ΔK210-KI）は、ヒト若年型DCMと同様の表現型を有すると考えられているが、新生仔期や離乳前の病態に関しては詳細に検討されていなかった。そこでΔK210-KIマウス（ヘテロ型、ホモ型）と野生型マウスにおいて、出生直後、生後3~4日、生後1週、生後2週、生後３週の心重量体重比、心室組織学的変化、心室での遺伝子発現を調べた。ホモ型ΔK210-KIマウスでは、出生直後から心重量体重比が、ヘテロ型ΔK210-KIマウスや野生型マウスに比して約1.4倍と有意に増加していた。さらにANFなどのmRNA発現量も生後１週目から有意に増加していた。一方、ヘテロ型ΔK210-KIマウスの心重量体重比は野生型に比してやや重い傾向がみられたが、生後３週目までに有意な差は認めなかった。HE染色等の心室組織学的検討では、ホモ型ΔK210-KIマウスの心室筋は生後１週目で明らかに肥厚していたが、間質の線維化は認めなかった。しかし、生後３週目にはCTGF mRNAの増加傾向と 明らかな間質の線維化を認めた。以上の結果からΔK210-KIマウスは乳児期発症拡張型心筋症モデルとなり得ることが示された。
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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
トロポニンTアミノ酸変異（ΔK210）ノックインマウス（ΔK210-KI）新生仔期や離乳前の心筋での異常や遺伝子発現変化などを詳細に検討することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
I. ラット新生仔心筋細胞へのヒト正常型トロポニンＴ置換実験
筋膜除去筋線維（スキンドファイバー）で可能であったトロポニンTの置換が、生きた細胞でも可能であるかを、最初に最も簡単な実験系で検証する。 ヒト・トロポニンTの発現ベクターを購入（Origene社）し、ラット新生仔培養心筋細胞にリポフェクション法によって遺伝子導入する。
II. ΔK210-KIマウス生体へのヒト正常型トロポニンＴ置換実験（新生仔への導入）
Iの結果を踏まえ、生細胞においてもトロポニンT置換が可能であることが検証出来次第、本研究の主眼である、DCMモデルマウスの生体においてもトロポニンT置換が可能であるかを検討する。その方法は新生仔への遺伝子導入(II)と成獣への遺伝子導入（III）の２通りの方法を試みる。ヒト正常型トロポニンＴ発現のためのアデノウィルスベクターを作成し、新生仔（生後２日以内）を使った高効率遺伝子導入方法（Christensen et al. Circulation 2000）を用いて、ΔK210-KIマウスに正常型トロポニンTを導入する。導入後の心臓に対して、その効果を判定する。
ΔK210-KIマウス生体へのヒト正常型トロポニンＴ置換実験（成獣への導入）
III. 成獣におけるトロポニンT置換の効果をみるため、死亡例が多くなる8週目以降のΔK210-KIマウスに正常型トロポニンTを導入する。導入には心臓への選択的な発現を誘導するとされるアデノ随伴ウイルス9型ベクターを利用する。遺伝子導入後は、II同様にその効果を判定する。
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| Causes of Carryover |
遺伝子組換え実験の認可が遅れたために、当初の予定であった遺伝子組換え実験がトロポニンＴ置換実験が遅れたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2016年度に作製出来なかった組換えコンストラクト作製に使用する予定である。
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[Journal Article] Nano-imaging of the beating mouse heart in vivo: importance of sarcomere dynamics, as opposed to sarcomere length per se, in the regulation of cardiac function.2016
Author(s)
Kobirumaki-Shimozawa F, Oyama K, Shimozawa T, Mizuno A, Ohki T,Terui T, Minamisawa S, Ishiwata S, Fukuda N.
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Journal Title
J Gen Physiol
Volume: 147
Pages: 53-62
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Heterozygous deletion of Sarcolipin maintains normal cardiac function2016
Author(s)
Shimura D, Kusakari Y, Sasano T, Nakashima Y, Nakai G, Jiao Q, Jin M, Yokota T, Ishikawa Y, Nakano A, Goda N, Minamisawa S
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Journal Title
Am J Physiol Heart Circ Physiol.
Volume: 310
Pages: H92-H103
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Low cardiac output leads hepatic fibrosis in right heart failure model rats2016
Author(s)
Fujimoto Y, Urashima T, Shimura D, Ito R, Kawachi S, Kajimura I, Akaike T, Kusakari Y, Fujiwara M, Ogawa K, Goda N, Ida H, Minamisawa S
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Journal Title
PLoS One
Volume: 11
Pages: e0148666
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Tissue Thrombin is Associated with the Pathogenesis of Dilated Cardiomyopathy.2016
Author(s)
to K, Hongo K, Date T, Ikegami M, Hano H, Owada M, Morimoto S, Kashiwagi Y, Katoh D, Yoshino T, Yoshii A, Kimura H, Nagoshi T, Kajimura I, Kusakari Y, Akaike T, Minamisawa S, Ogawa K, Minai K, Ogawa T, Kawai M, Yajima J, Matsuo S, Yamane T, Taniguchi I, Morimoto S, Yoshimura M.
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Journal Title
Int J Cardiol
Volume: 228
Pages: 821-827
DOI
Peer Reviewed
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