2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the regulatory mechanism of the activity of cardiac specific myosin light chain kinase
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17K09578
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
塚本 蔵 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (80589151)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 優也 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (10793440)
新谷 泰範 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (20712243)
朝野 仁裕 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (60527670)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 心不全 / ミオシン調節軽鎖キナーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ミオシン調節軽鎖キナーゼ（cMLCK）の活性制御機構の解明とcMLCKを標的とした心不全治療の有効性を評価することを目的とする。まず、力学的負荷刺激（伸展刺激と圧負荷刺激）によりcMLCKが活性化されミオシン調節軽鎖のリン酸化が増加することが確認した（生理学的制御機構）。また、cMLCKの欠損変異体を用いた検討にて、catalytic domainよりもN末端側は活性に必須ではないこと、C末端のregulatory domainは基質の認識にも関与することを確認した（分子学的制御機構）。さらにcalmodulinとcMLCKの共結晶構造解析に成功し、calmodulinによる活性化の機序を解明した（構造学的制御機構）。
次にヒトの不全心におけるcMLCKとミオシン調節軽鎖脱リン酸化酵素（MLCP）の発現レベルを比較検討し、不全心においてはcMLCKと比較してMLCPの発現が例外なく増加していることが確認した。また、拡張型心筋症の患者においてcMLCKをコードするMYLK3遺伝子のexon 9のacceptor siteの1塩基変異によるframe-shift変異を同定した。この変異によりcatalytic domainが途中から欠損してキナーゼ活性が完全に消失した変異cMLCKとなることが確認できた。さらにCRISPR/Cas9システムを用いてこの変異を導入したノックインマウスを作製に着手した。また、cMLCK活性を制御する手段として、まずは活性を制御する擬天然ペプチドの開発を試みた。RaPIDシステムによりcMLCKに対して高いaffinityを持つ擬天然ペプチドを8種類同定し、そのうち2種類がcMLCK活性を阻害した。一方、cMLCKをコードするAAV9ベクターの作製に着手し、培養心筋細胞およびマウスの心臓にcMLCKを発現させることに成功した。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Higd1a improves respiratory function in the models of mitochondrial disorder.2020
Author(s)
Nagao T, Shintani Y, Hayashi T, Kioka H, Kato H, Nishida Y, Yamazaki S, Tsukamoto O, Yashirogi S, Yazawa I, Asano Y, Shinzawa-Itoh K, Imamura H, Suzuki T, Suzuki T, Goto YI, Takashima S.
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Journal Title
FASEB J
Volume: 34
Pages: 1859-1871
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] In vivo real-time ATP imaging in zebrafish hearts reveals G0s2 induces ischemic tolerance2020
Author(s)
Kioka H, Kato H, Fujita T, Asano Y, Shintani Y, Yamazaki S, Tsukamoto O, Imamura H, Kogo M, Kitakaze M, Sakata Y, Takashima S.
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Journal Title
FASEB J.
Volume: 34
Pages: 2041-2054
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Impact of cardiac myosin light chain kinase gene mutation on development of dilated cardiomyopathy.2019
Author(s)
Hodatsu A, Fujino N, Uyama Y, Tsukamoto O, Imai-Okazaki A, Yamazaki S, Seguchi O, Konno T, Hayashi K, Kawashiri MA, Asano Y, Kitakaze M, Takashima S, Yamagishi M
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Journal Title
ESC Heart Fail
Volume: 6
Pages: 406-415
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Mutant KCNJ3 and KCNJ5 Potassium Channels as Novel Molecular Targets in Bradyarrhythmias and Atrial Fibrillation.2019
Author(s)
Yamada N, Asano Y, Fujita M, Yamazaki S, Inanobe A, Matsuura N, Kobayashi H, Ohno S, Ebana Y, Tsukamoto O, Ishino S, Takuwa A, Kioka H, Yamashita T, Hashimoto N, Zankov DP, Shimizu A, Sakata Y, Minamino T, Kitakaze M, Takashima S
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Journal Title
Circulation.
Volume: 139
Pages: 2157-2169
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A molecular triage process mediated by RING finger protein 126 and BCL2-associated athanogene 6 regulates degradation of G0/G1 switch gene 22019
Author(s)
Kamikubo K, Kato H, Kioka H, Yamazaki S, Tsukamoto O, Nishida Y, Asano Y, Imamura H, Kawahara H, Shintani Y, Takashima S.
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Journal Title
J Biol Chem
Volume: 294
Pages: 14562-14573
DOI
Peer Reviewed
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