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2017 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

Research Project

Project/Area Number 16K15184
Research InstitutionJikei University School of Medicine

Principal Investigator

南沢 享  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40257332)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 赤池 徹  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (20647101)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords心筋症 / 遺伝子治療 / 遺伝子異常 / 筋原線維 / トロポニン / 突然死
Outline of Annual Research Achievements

本研究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を試みた。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、平成29年度は以下の研究成果を得た。
1)ΔK210-KIマウスにおける周産期心筋障害の解析:平成28年度の結果を踏まえて、ヒト若年型DCMと同様の表現型を有すると考えられるトロポニンTアミノ酸変異(ΔK210)ノックインマウス(ΔK210-KI)(ヘテロ型、ホモ型)と野生型マウスにおいて、その表現型をさらに詳細に調べた。生後1週での心エコー検査の結果では、ホモ型ΔK210-KIマウスでは既に有意に心拡大があり、心収縮能が低下していた。これはANFなどのmRNA発現量増加に一致していた。また、網羅的遺伝子発現解析の結果、代謝系遺伝子群、自律神経系遺伝子群に大きな変化が認められ、RT-PCR法にて確認した。
2)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):心筋に特異的遺伝子発現をするalphaMHCプロモーターを使い、野生型トロポニンTの過剰発現マウスを作成した。平成29年度では繁殖用マウスを揃えることが出来た。
以上によって、ΔK210-KIマウスは若年発症型DCMのモデルとして有用であり、出生直後から離乳期までの心臓を機能的・構造的な観察をすることによって、これまでに殆ど分かっていない心筋症発症前の段階で、既に多くの代謝因子、自律神経系因子が病態悪化に関わることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究の命題である「生細胞内でトロポニンTが置換可能である」ことを検証するために極めて重要な実験と位置づけている、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)において必要となる、野生型トロポニンTの心筋細胞過剰発現マウスの作成が予定より遅れた。これは初期の胚操作によって得られたマウスの中に一匹もトランスジェニックマウスが生存していなかったために、再度胚操作を繰り返さなくてはならなくなったためである。最終的には心筋細胞特異的なトロポニンT過剰発現マウスを得ることが出来たが、解析に必要な十分な匹数が期限内に繁殖させることが出来なかったため、全ての実験が遅れてしまうことになった。

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置換実験を継続する。 ヒト・トロポニンTの発現のためのコンストラクトが出来たため、ラット新生仔培養心筋細胞にリポフェクション法に よって遺伝子導入し、置換効率を検討する。
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。
若年型DCMの極めて初期段階での異常をさらに調べることによって、病態悪化に働くシグナル分子や調節機構を同定から新たな治療手段を検討してゆく。さらに本研究によって筋生理学における新たな実験方法を提供し、心筋線維収縮機構の構築機序の解明にも貢献するだけでなく、極めて予後不良である若年型DCMへの根本的治療法の開発につなげてゆく。

Causes of Carryover

(理由)トロポニンT過剰発現マウスを一度、作成したが、トランスジェニックマウスを得ることが出来ず、もう一度、胚操作から行ったため、トロポニンT過剰発現マウスの納品が遅れた。そのために、当初の予定であったトロポニンT置換実験が遅れたため。
(使用計画) 2017年度に出来なかったマウス解析に使用する予定である。

  • Research Products

    (19 results)

All 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California, Los Angels(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California, Los Angels
  • [Journal Article] Tissue thrombin is associated with the pathogenesis of dilated cardiomyopathy2017

    • Author(s)
      Ito 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
    • Journal Title

      Int J Cardiol

      Volume: 228 Pages: 821~827

    • DOI

      10.1016/j.ijcard.2016.11.176

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impairment of Excitation-Contraction Coupling in Right Ventricular Hypertrophied Muscle with Fibrosis Induced by Pulmonary Artery Banding2017

    • Author(s)
      Kusakari Yoichiro、Urashima Takashi、Shimura Daisuke、Amemiya Erika、Miyasaka Genki、Yokota Shunsuke、Fujimoto Yoshitaka、Akaike Toru、Inoue Takahiro、Minamisawa Susumu
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 12 Pages: e0169564

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0169564

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Sarcoplasmic Reticulum Localized Protein Phosphatase Regulates Phospholamban Phosphorylation and?Promotes Ischemia Reperfusion Injury?in?the Heart2017

    • Author(s)
      Akaike Toru、Du Na、Lu Gang、Minamisawa Susumu、Wang Yibin、Ruan Hongmei
    • Journal Title

      J Am Coll Cardiol Basic Trans Science

      Volume: 2 Pages: 160~180

    • DOI

      10.1016/j.jacbts.2016.12.002

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The effects of heat stress on morphological properties and intracellular signaling of denervated and intact soleus muscles in rats2017

    • Author(s)
      Ohira Takashi、Higashibata Akira、Seki Masaya、Kurata Yoichi、Kimura Yayoi、Hirano Hisashi、Kusakari Yoichiro、Minamisawa Susumu、Kudo Takashi、Takahashi Satoru、Ohira Yoshinobu、Furukawa Satoshi
    • Journal Title

      Physiol Rep

      Volume: 5 Pages: e13350~e13350

    • DOI

      10.14814/phy2.13350

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Time-dependent effects of ipragliflozin on behaviour and energy homeostasis in normal and type 2 diabetic rats: continuous glucose telemetry analysis2017

    • Author(s)
      Iuchi Hiroyuki、Sakamoto Masaya、Matsutani Daisuke、Suzuki Hirofumi、Kayama Yosuke、Takeda Norihiko、Minamisawa Susumu、Utsunomiya Kazunori
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 7 Pages: 11906

    • DOI

      10.1038/s41598-017-12106-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 心筋筋小胞体でのカルシウム再取り込み機構2017

    • Author(s)
      南沢 享
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
  • [Presentation] 心筋過伸展による線維化関連因子発現変化2017

    • Author(s)
      碓井文雄, 山田祐揮,草刈洋一郎,南沢 享.
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
  • [Presentation] 幼児期発症拡張型心筋症モデルとしてのトロポニンTアミノ酸変異(ΔK210)ノックインマウス2017

    • Author(s)
      南沢 享, 谷端 淳, 藤本義隆, 赤池 徹, 草刈洋一郎, 森本幸生.
    • Organizer
      第3回日本筋学会学術集会
  • [Presentation] トロポニンTアミノ酸変異(ΔK210)ノックインマウスは幼児期発症拡張型心筋症モデルとなり得る2017

    • Author(s)
      南沢 享.
    • Organizer
      第65回日本心臓病学会学術集会
  • [Presentation] Diastolic overstretch of isolated rat papillary muscle reduced force development and increased gene expression of fibrosis-related factors.2017

    • Author(s)
      Usui F, Yamada Y, Kusakari Y, Minamisawa S.
    • Organizer
      第134回成医会総会
  • [Presentation] 乳頭筋過伸展による線維化関連因子の発現変化.2017

    • Author(s)
      草刈洋一郎, 碓井文雄, 南沢 享.
    • Organizer
      第247回東京談話会
  • [Presentation] 乳頭筋過伸展による線維化関連因子の発現変化とミトコンドリア内部の崩壊2017

    • Author(s)
      碓井文雄, 草刈洋一郎, 南沢 享.
    • Organizer
      筋生理の集い
  • [Presentation] 筋ジストロフィー病態における細胞内Ca2+動態の解明と新たな治療法の開発2017

    • Author(s)
      谷端 淳,永田哲也,伊藤尚基,齊藤 崇,中村昭則,南沢 享,青木吉嗣,武田伸一.
    • Organizer
      第5回骨格筋生物学研究会
  • [Presentation] 乳児期発症拡張型心筋症モデルとしてのトロポニンTアミノ酸変異 (ΔK210) ノックインマウス2017

    • Author(s)
      南沢 享,谷端 淳,藤本義隆,赤池 徹,草刈洋一郎,森本幸生
    • Organizer
      日本筋学会第3回学術集会
  • [Presentation] 筋ジストロフィー病態における細胞内Ca2+動態の解明と新たな治療法の開発2017

    • Author(s)
      谷端 淳,永田哲也,伊藤尚基,齊藤 崇,中村昭則,南沢 享,青木吉嗣,武田伸一
    • Organizer
      日本筋学会第3回学術集会
  • [Presentation] Cytosolic Ca2+ dynamics through the SR is associated with pathology of muscular dystrophy.2017

    • Author(s)
      Tanihata J, Nagata T, Ito N, Saito T, Nakamura A, Minamisawa S, Aoki Y, Takeda S.
    • Organizer
      第3回Neo Vitamin D Workshop学術集会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Troponin T amino acid mutation (ΔK210) knock-in mice as an infant-onset dilated cardiomyopathy model.2017

    • Author(s)
      Tanihata J, Fujimoto Y, Akaike T, Kusakari Y, Morimoto S, Minamisawa S.
    • Organizer
      The 8th TAKAO International Symposium on Molecular Mechanisms of Cardioplumonary Disease
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 筋ジストロフィー病態における細胞内 Ca2+ 動態の解明と新規治療法の開発2017

    • Author(s)
      谷端 淳、永田哲也、青木吉嗣、南沢 享、武田伸一.
    • Organizer
      第247回生理学東京談話会

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Published: 2018-12-17   Modified: 2022-02-21  

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