2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of novel genes involved in cardiac function using iPSC-derived cardiomyocytes
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17K08551
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| Research Institution | Osaka Medical College |
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Principal Investigator |
若林 繁夫 大阪医科大学, 医学部, 非常勤講師 (70158583)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / Na+/H+交換輸送体 / NHE1 / Rhoキナーゼ / 細胞内pH / モネンシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、人工多能性幹細胞（iPSCs）で特定の遺伝子をノックダウン（KD）あるいは逆に高発現したうえで、心筋細胞に分化誘導させ、機能解析を行うことにより、機能未知の遺伝子の新しい機能を発見することを目的とするものである。まず、この系がうまく動くかどうかを検討するため、長年研究してきた細胞内pHと Na+濃度の調節を担う膜蛋白質Na+/H+交換輸送体（NHE1）をiPSCsに高発現してみたところ、研究は予期しない興味深い方向に進展した。すなわち、NHE1高発現で細胞は死滅した。最終年度は2年目から行っているこの研究をさらに推進し、論文や学会で発表することを目標とした。NHE1の高発現により、rhoキナーゼ（ROCK）が異常に活性化され、著しい形態変化、膨潤、アクチン線維の異常形成をきたし、ネクロ―シスによって細胞が死ぬことが判明した。ROCK活性化はNHE1阻害剤や変異導入で抑制され、逆にTMAで人為的に細胞内pHを上昇させるだけでROCKは活性化された。また、NHE1高発現でROCKが細胞膜に集積することから、NHE1高発現による形質膜直下の局所pH上昇がROCKの異常な活性化を招き、細胞死をもたらすことが推定された。NHE1による一連の現象はiPSCsを中内胚葉系の細胞に分化させると起きないことが判明した。さらに、Na+/H+交換活性を持つイオノフォア、モネンシンがNHE1と同様にiPSCsを選択的に 死滅させることができることが判明した。これは、がん化しやすいと言われているiPSCsを選択的に死滅除去する新しい方法論になると思われる。2019年、J. Biol. Chem.に論文を発表した。また、2017年 Conbio生命科学系合同年会、2018年生化学会、2019年生理学会FAOPS、第112回近畿生理学談話会、CiRAでのiPS細胞シンポジウムで発表した。
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[Journal Article] Reduced transient receptor potential vanilloid 2 expression in alveolar macrophages causes COPD in mice through impaired phagocytic activity2019
Author(s)
Hiroaki Masubuchi, Manabu Ueno, Toshitaka Maeno, Koichi Yamaguchi, Kenichiro Hara, Hiroaki Sunaga, Hiroki Matsui, Masahiro Nagasawa, Itaru Kojima, Yuko Iwata, Shigeo Wakabayashi, Masahiko Kurabayashi
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Journal Title
BMC pulmonary medicine
Volume: 19
Pages: 70-79
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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