転写・エピゲノム制御因子の心機能維持における役割の解明と新規心不全治療法の探索

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04174
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 桑原 宏一郎 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (30402887)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木下 秀之 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (30467477) ; 中川 靖章 京都大学, 医学研究科, 助教 (70452357)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 分子心臓学 / 転写因子 / エピゲノム / 遺伝子 / シグナル伝達経路

Outline of Annual Research Achievements

本年度は以下の研究を行った。1), 転写抑制因子NRSFによる心機能維持機構におけるGNAO1の意義の解明。今までの研究で心筋特異的NRSFノックアウトマウスおよび優性抑制変異NRSF心筋特異的過剰発現マウス(dnNRSF-Tg)の心機能低下にGaphaOタンパクをコードするGNAO1遺伝子の発現亢進の関与を見出し、上記2系統のマウスとGNAO1ノックアウトマウスの交配を行い、その心機能の改善を確認した。その分子機序として、T管以外の細胞脈表面からのCaイオン流入の変化からSR機能が低下する機序を見出した。またGNAO1遺伝子上にNRSEを同定し、GNAO1がNRSFの直接の標的分子であること、また圧負荷心モデルの左室においてGNAO1発現が亢進していることを確認した。2)心筋特異的HDAC1/2コンディショナるノックアウトマウスの解析。心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナるノックアウトは心機能低下を示すことを見出し、その分子機序の解析を行った。３）LSD1 コンディショナルノックアウトマウス(CKO)の解析。　心筋特異的LSD1 KOの作成を継続した。４）G9aコンディショナルノックアウトマウス(CKO)の解析。　G9a心筋特異的CKOでは心機能、構造に明らかな変化は無いものの、ANPなどの心筋胎児型遺伝子の発現亢進を認めた。そこで本マウスに心負荷を加え、その表現型と分子機序を解析した。５）Rho依存性転写活性化因子MRTF-Aの新規心不全治療標的としての意義の解明。MRTF-Aノックアウトマウスを心筋症・心不全モデル（dnNRSF-Tgマウス、Galpa q過剰発現マウス）と交配し、その表現型と分子機序の解析を開始した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

予定していた動物モデルの作製や解析はおおむね順調に進展している。また一部明らかとなった表現型における分子機序の解析も進んできている。

Strategy for Future Research Activity

研究はおおむね順調に進捗しており来年度も複数の遺伝子改変動物を用いて精力的に研究を推進したい。具体的には特に以下の項目を中心に研究を継続、展開したい。1), 心筋におけるNRSFエピジェネティクス経路下流標的におけるGNAO1の役割に関してはカルシウムハンドリングの異常を介することが明らかとなってきており、その詳細な分子機序のさらなる解析と、他の心不全モデルを用いたGNAO1の意義の確認を行う。2)心筋特異的HDAC1/2ダブルコンディショナルノックアウトは心機能低下を示すことを見出しており、その分子機序に関してRNAseq、FAIRE-seq解析などを行い、分子機序を明らかにする。３）心筋特異的LSD1 KOの作成を継続し、解析を開始する。４）G9a心筋特異的CKOに心負荷を加え、その表現型と分子機序を生理学的、分子生物学的アプローチを用いて解析する。５）MRTF-Aノックアウトマウスを心筋症・心不全モデル（dnNRSF-Tgマウス、Galpa q過剰発現マウス）との交配を継続し、その表現型と分子機序の解析を継続する。６）心不全を発症することを見出しているラミンA/C遺伝子変異ラットの解析を継続し、その分子機序や下流標的遺伝子を明らかにする。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Michigan State University/University of Texas(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Michigan State University/University of Texas
• [Int'l Joint Research] Academic Medical Center(Netherlands)
  • Country Name: Netherlands
  • Counterpart Institution: Academic Medical Center
• [Journal Article] Rats deficient C-type natriuretic peptide suffer from impaired skeletal growth without early death. (2018)
  • Author(s): Fujii T, Hirota K, Yasoda A, Takizawa A, Morozumi N, Nakamura R, Yotsumoto T, Kondo E, Yamashita Y, Sakane Y, Kanai Y, Ueda Y, Yamauchi I, Yamanaka S, Nakao K, Kuwahara K, Jindo T, Furuya M, Mashimo T, Inagaki N, Serikawa T, Nakao K.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 13 Pages: e0194812
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0194812.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Macro-pro-B-type natriuretic peptide (proBNP) and hidden macro-N-terminal proBNP: Case report. (2018)
  • Author(s): Nakagawa Y, Nishikimi T, Sakai H, Ohno S, Kinoshita H, Inazumi H, Moriuchi K, Kuwahara K, Horie M, Kimura T
  • Journal Title: Clin Biochem Volume: 52 Pages: 148-152
  • DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2017.10.019.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of extracellular matrix on engraftment and maturation of pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes in a rat myocardial infarct model. (2017)
  • Author(s): Ogasawara T, Okano S, Ichimura H, Kadota S, Tanaka Y, Minami I, Uesugi M, Wada Y, Saito N, Okada K, Kuwahara K, Shiba Y
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 7 Pages: 8630
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09217-x.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Kyoto Congestive Heart Failure (KCHF) Study: Rationale and Design (2017)
  • Author(s): Yamamoto E, Kato T, Ozasa N, Yaku H, Inuzuka Y, Tamaki Y, Kitai T, Morimoto T, Taniguchi R, Iguchi M, Kato M, Takahashi M, Jinnai T, Ikeda T, Nagao K, Kawai T, Komasa A,Nishikawa R, Kawase Y, Morinaga T,Kawashima T, Motohashi Y, Kawato M, Toyofuku M, Sato Y, Kuwahara K, et al.
  • Journal Title: ESC Heart Fail Volume: 4 Pages: 216-223
  • DOI: 10.1002/ehf2.12138
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Impressive predictive value of ankle-brachial index for very long-term outcomes in patients with cardiovascular disease: IMPACT-ABI study. (2017)
  • Author(s): Miura T, Minamisawa M, Ueki Y, Abe N, Nishimura H, Hashizume N, Mochidome T, Harada M, Oguchi Y, Yoshie K, Shoin W, Saigusa T, Ebisawa S, Motoki H, Koyama J, Ikeda U, Kuwahara K.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 12 Pages: e0177609
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0177609
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Efficacy and Safety of an Orally Administered Selective Prostacyclin Receptor Agonist, Selexipag, in Japanese Patients With Pulmonary Arterial Hypertension. (2017)
  • Author(s): Tanabe N, Ikeda S, Tahara N, Fukuda K, Hatano M, Ito H, Nakayama T, Anzai T, Hashimoto A, Inoue T, Kajinami K, Kihara Y, Kinoshita H, Kuwahara K, Murohara T, Okazaki O, Sakai S, Satoh T, Takeda Y, Takeishi Y, Taniguchi M, Watanabe H, Yamamoto T, Yamauchi-Takihara K, Yoshioka K, Sasayama S.
  • Journal Title: Circ J Volume: 81 Pages: 1360-1367
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-16-1282
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] B-Type Natriuretic Peptide in Heart Failure With Preserved Ejection Fraction - Relevance to Age-Related Left Ventricular Modeling in Japanese. (2017)
  • Author(s): Harada E, Mizuno Y, Kugimiya F, Shono M, Maeda H, Yano N, Kuwahara K, Yasue H.
  • Journal Title: Circ J Volume: 81 Pages: 1006-1013
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-16-1282.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [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, Nishikimi T, Kuwahara K, Fujishima A, Oka S, Tsutamoto T, Kinoshita H, Nakao K, Cho K, Inazumi H, Okamoto H, Nishida M, Kato T, Fukushima H, Yamashita J, Wijnen WJ, Creemers EE, Kangawa K, Minamino N, Nakao K, Kimura T.
  • Journal Title: J Am Heart Assoc Volume: 6 Pages: e0003601
  • 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 / Open Access
• [Journal Article] Increase of Total Nephron Albumin Filtration and Reabsorption in Diabetic Nephropathy. (2017)
  • Author(s): Mori KP, Yokoi H, Kasahara M, Imamaki H, Ishii A, Kuwabara T, Koga K, Kato Y, Toda N, Ohno S, Kuwahara K, Endo T, Nakao K, Yanagita M, Mukoyama M, Mori K.
  • Journal Title: J Am Soc Nephrol. Volume: 28 Pages: 278-289
  • DOI: 10.1681/ASN.2015101168.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cardiac hyaluronan may be associated with the persistence of atrial fibrillation. (2017)
  • Author(s): Okada A, Kashima Y, Tomita T, Takeuchi T, Oguchi Y, Yoshie K, Shoin W, Shoda M, Nitta K, Kuwahara K, Imamura H.
  • Journal Title: Heart Vessels Volume: 32 Pages: 1144-1150
  • DOI: 10.1007/s00380-017-0972-9
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Transcriptional pathways underling the development of heart failure (2018)
  • Author(s): 桑原宏一郎
  • Organizer: 第82回日本循環器学会学術集会
• [Presentation] Endothelium-derived C-type natriuretic peptide regulates blood pressure through the maintenance of endothelial function (2017)
  • Author(s): Kuwahara K, Nakao K, Nishikimi T, Nakagawa Y, Kinoshita H, Tokudome T, Minamino N, Kimura T, Kangawa K, Nakao K
  • Organizer: Heart Failure 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Endothelial dysfunction underlies blood pressure elevation in endothelium-specific C-type natriuretic peptide knockout mice. (2017)
  • Author(s): Kuwahara K, Nakao K, Nishikimi T, nakagawa Y, Tokudome T, Minamino N, Kimura T, Kangawa K, Nakao K
  • Organizer: ESC Congress 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Alternative subcutaneous implantable cardioverter defibrillator lead placement in adult patients with complex congenital heart disease (2017)
  • Author(s): Oguchi Y, Shoda M, Kobayasshi H, Shoin W, Okano T, Takeuchi T, Okada A, Motoki H, Kuwahara K
  • Organizer: Heart Rhythm 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 2-year natural history of lower limbs in patients with end-stage renal disease on hemodialysis due to diabetic nephropathy; from PREDICT study. (2017)
  • Author(s): Kato T, Miyashita Y, Miura T, Kanno Y, Sone H, Tokoo M, Ako S, Mizukami E, Terashima M, Yokota D, Nakagawa M, Fujimori Y, Higuchi M, Mochidome T, Sakai T, Senda K, Oguchi Y, Yamasaki S, Saigusa T, Ebisawa S, Okada A, Motoki H, Kuwahara K
  • Organizer: Transcatheter Cardiovascular Therapeutics (TCT) 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development and Validation of a Novel Scoring System for Predicting Chronic Outcome After Percutaneous Coronary Intervention for Coronary Chronic Total Occlusion (2017)
  • Author(s): Ebisawa S, Kosaka S, Yamane M, Muramatsu T, Okamura A, Kashima Y, Matsuno S, Sakurada M, Kijima M, Tanabe M, Habara M, Kuwahara K.
  • Organizer: AHA2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Validation of a Prognostic Risk Score for Major Bleeding Events in Patients Undergoing Percutaneous Coronary Intervention: From the SHINANO Registry (2017)
  • Author(s): Senda K, Miura T, Mochidome T, Sakai T, Minamisawa M, Kato T, Saigusa T, Ebisawa S, Motoki H, Kuwahara K.
  • Organizer: AHA2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] O-linked oligosaccharaide attachment underestimates N-treminal proBNP-76(NT-proBNP) levels in heart failure(HF) and chronic renal failure (CRF) on hemodialysis (HD) (2017)
  • Author(s): Nishikimi T, Nakagawa Y, Kinoshita H, Moriuchi K, Inazumi H, Kuwahara K, Nakao K, Kimura T.
  • Organizer: ESC Congress 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Adipocyte-derived adrenomedullin suppresses age-and obesity-related increase in blood pressure (2017)
  • Author(s): Cho Kozai, Takeya Minami, Toshio Nishikimi, Yasuaki Nakagawa, Kazuwa Nakao, Koichiro Kuwahara, Kaoru Koike, Takeshi Kimura
  • Organizer: ESC Congress 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脂肪由来のアドレノメデュリンは加齢および肥満に伴う血圧上昇を抑制する (2017)
  • Author(s): 趙晃済、桑原宏一郎、南丈也、錦見俊雄、南野直人、中川靖章、木下秀之、稲住英明、森内健史、寒川賢治、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第５４回日本臨床分子医学会学術集会
• [Presentation] A case of Macro-pro-B-Type Natriuretic Peptide (proBNP) (2017)
  • Author(s): Yasuaki Nakagawa, Toshio Nishikimi, Hiroshi Sakai, Seiko Ohno, Hideyuki Kinoshita, Hideaki Inazumi, Kenji Moriuchi, Koichiro Kuwahara, Minoru Horie, Takeshi kimura
  • Organizer: 第21回日本心不全学会学術集会
• [Presentation] マクロproBNP血症の一例 (2017)
  • Author(s): 中川靖章、錦見俊雄、酒井宏、大野聖子、木下秀之、稲住英明、森内健史、柳澤洋、桑原宏一郎、堀江稔、木村剛
  • Organizer: 第21回心血管内分泌代謝学会(CVMW2017)
• [Remarks] 信州大学医学部循環器内科
  • URL: http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/medicine/department/doctor/zouki/i-oreg/cardiovascular/