2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the new therapy for heart failure by the specific splicing variant inhibition
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18H02806
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
谷山 義明 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教授 (60372611)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 哲也 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80408369)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | スプライシングバリアント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は５種類の心不全モデルを作成し、心肥大期から心不全期にかけて共通して変化する遺伝子を網羅的に解析し、ペリオスチン遺伝子(PN)の特異的スプライシングバリアント(SV)(PN1)をクローニングした。PN1は心筋梗塞の梗塞巣周辺の筋線維芽細胞で主に分泌されていること、TGF-ｂやメカニカルストレスによって発現されることを報告した。
（Hypertens.2007)、心線維芽細胞への特異的PN1ノックインモデルでは心不全が誘導され、一方、ノックアウトモデルでは食塩感受性ダールラットの心不全が著明に抑制されることを報告している。(Circulation.2004)また、急性心筋梗塞モデルではPNに4つのSV（PN1-4）が出現するが、PN1-4の蛋白質は各々機能が異なっており、PN2抑制では血管新生が抑制されて心不全が悪化し、PN4抑制では過度な線維化抑制が誘導されて心破裂が生じるのに対して、PN1/3のみを抑制すると心筋細胞間の接着が強くなり心筋壊死を抑制することができ、心破裂を伴わずに心不全を治療できることを報告した。(Hypertens.2016)。これは、「特異的SV抑制が新たな心不全標的に成り得る」ことを示唆している。本研究の目的は、①PNのSVが制御されるメカニズムを解析すること、②心臓における肥満細胞を起点としたPNを介した慢性炎症ネットワークを解析すること、③心不全誘導因子である腎不全の慢性・急性モデルでの特異的PNSV抑制による病態改善効果のメカニズムを解析することである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マウスの骨髄細胞をを採取してIL-3で1か月刺激して線維芽細胞と共培養することによって、生体での肥満細胞ともっとも似通った肥満細胞を分化誘導できることを再現した。興味深いことに分化する前にはペリオスチンの発現がなかったが、肥満細胞に分化することによってすべてのバリアントのペリオスチンが発現されていた。また、PNKOマウス、PNex17KOマウス、PNex21KOマウスの骨髄細胞を用いた実験では肥満細胞は小型化されており、脱顆粒を誘発しても十分に脱顆粒しなかった。さらに、動物レベルでの肥満細胞の脱顆粒を評価するためにPNKOマウスあるいはWTマウスにIgEを静脈投与したうえでマウスの耳介にアルブミンを投与し、エバンスブルーを静脈内投与した。WTマウスでは肥満細胞が脱顆粒を起こし、周囲の結果の透過性を上昇させた結果、アルブミン投与部位の耳が青色に染色された。一方、PNKOマウスの肥満細胞を脱顆粒が抑制されていたために、アルブミンを投与した耳が青色に染色されなかった。同様に、PNex17KOマウス、PN21exKOマウスにおいても実験を行ったがやはり肥満細胞の脱顆粒は抑制されていた。耳介を分析したところ、PNKOマウス、PNex17KOマウス、PNex21KOマウスにおいて局所のヒスタミン濃度は著明に抑制されていた。しかし、血中のヒスタミン濃度はPNKOマウス、PNex17KOマウスにおいてのみ抑制されていた。
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| Strategy for Future Research Activity |
軽度の腎機能低下や蛋白尿が心筋梗塞や脳卒中の重大な危険因子であることが欧米のみならず本邦でも明らかにされている。そこで、心不全を誘引する因子になる腎不全に対するPNの影響も解析を試みている。慢性腎不全モデルとして片側尿管結紮モデルを作成した。経時的にPNの発現を評価したことろ、すべてのPNバリアントの発現が確認されている。一方、急性腎不全モデルとして横紋筋融解モデルを作成している。高濃度グリセオールを筋肉内に駐車することによって、横紋筋融解が誘導される。その後、急性腎不全が完成する。このモデルにおいてもPNが急性期に発現することを確認している。慢性腎不全、急性腎不全モデルをPNKOマウス、PNex17KOマウス、PNex21KOマウスに施行することによって特定のPNバリアントを抑制することによる。腎機能への影響を観察する予定である。一方、臨床心不全の生検検体を用いて、PNのスプライシングバリアントがどのように発現されているかを検討する予定である。さらには、スプライシングは実行されているメカニズムを探求することを予定している。PN以外にも様々な因子がスプライシングバリアントを起こしている可能性が考えられ、次の標的を見つける可能性も考えられる。
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