2019 Fiscal Year Annual Research Report
Involvement of Calcium/ Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV in the sympathetic nerve regulation in the heart
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17K08527
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
村上 学 弘前大学, 医学研究科, 教授 (80302090)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾野 恭一 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (70185635)
大場 貴喜 秋田大学, 医学系研究科, 講師 (80431625)
阪上 洋行 北里大学, 医学部, 教授 (90261528)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | カルシウム / イオン / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心肥大形成における カルシウム（Ca） の役割が注目されている。心筋収縮力の低下は、心不全の主要な原因である。心筋収縮には心筋細胞内のカルシウムイオン（Ca2+）濃度の変化が重要である。本研究では心筋細胞内のカルシウムによる情報伝達に着目し、Ca/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼの心筋収縮における重要性を検討することとした。本研究ではCa/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼIV( CaMKIV ) の心筋における機能の解明を目指した。「CaMKIVがL型電位依存性 Ca チャネル発現を誘導する。かつ、心筋における交感神経制御にも関与する。」という仮説を着想し、本研究ではCaMKIV欠損マウスを用い、①遺伝子発現、②個体（心電図、血圧、超音波）、③組織（心筋収縮、活動電位）、④細胞（ Ca 濃度）における交感神経刺激に対する反応を精査し、仮説を検証することとした。
RT-PCRにおいて、CaMKIV欠損マウスではCaMKIVの発現がないこと、カルシウムチャネルCaV1.2のmRNA発現レベルの低下が見られた。免疫染色においても、CaV1.2が有意に低下していた。HE染色では形態上の変化は認められなかった。
心電図上、CaMKIV欠損マウスでは、心拍数に違いを認めなかった。頸動脈反射では心拍数の上昇が有意に減弱していた。また、プロプラノロールによる心拍数低下が有意に減弱していた。さらに、QT、QTcが有意に短縮していた。そのほか、心房筋収縮、CREB活性においても、β1-アドレナリン受容体刺激に対する反応性の低下が認められた。
以上の結果から、CaMKIVはβ-アドレナリン受容体が関与するカスケードを介し、心機能を調節する重要な因子であることが示唆された。本研究により CaMKIVを標的とする心筋保護治療への応用・展開が期待される。
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