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2018 Fiscal Year Annual Research Report

革新的心不全治療法創出を目指した基盤研究

Research Project

Project/Area Number 18H02809
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

尾池 雄一  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (90312321)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsミトコンドリア / 心筋 / エネルギー代謝
Outline of Annual Research Achievements

本年度においては、心筋特的Angptl2 KOマウスの心筋、ANGPTL2をノックダウンした初代新生児ラット心筋細胞やヒトiPS細胞由来心筋細胞では、呼吸鎖複合体IIの活性が増加していることを見出した。呼吸鎖複合体IIの増加は、ミトコンドリアの予備呼吸能亢進、電子伝達系において産生される活性酸素種の減少や細胞死抑制につながることが報告されている。実際、ANGPTL2をノックダウンした心筋細胞では予備呼吸能の増加、活性酸素種の減少が認められた。
近年、加齢や圧負荷に伴う心筋組織でのDNA損傷応答活性化が、心不全発症・進展のメカニズムの1つとして近年注目されている。我々は、ANGPTL2シグナルによるAKT-SERCA2a経路制御機構解明研究過程において、核内でヌクレオソーム構造を変化させ、転写制御、クロマチン構造の維持、DNA修復などに関与することが報告されているHMGB2の発現が心不全の心筋組織において増加することを見出した。そこで、HMGB2ノックアウトマウスを用いた圧負荷心不全マウスモデルを作製し、その病態生理学的意義を解析した。その結果、野生型マウスに比べ、HMGB2ノックアウトマウスでは、DNA損傷応答の活性化が亢進していた。さらに、HMGB2ノックアウトマウスでは、心筋細胞内のカルシウム濃度調節機構として重要なAKT-SERCA2a経路が著しく不活性化されることを見いだした。以上より、HMGB2は、心不全発症に伴う心筋細胞でのDNA損傷応答の活性化及びAKT-SERCA2a経路の活性低下を阻害し、心保護作用を示すことが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度においては、ANGPTL2シグナルによる心筋エネルギー代謝制御機構としてANGPTL2シグナル抑制がミトコンドリアの予備呼吸能亢進に加えて活性酸素種を減少させることを明らかにした。さらに、HMGB2が、心不全発症に伴う心筋細胞でのDNA損傷応答の活性化及びAKT-SERCA2a経路の活性低下を阻害し、心保護作用を示すことも明らかにしており、本研究は当初の計画以上に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

今後、ラット新生児初代心筋細胞、ヒトiPS由来心筋細胞、およびマウス心筋細胞株などを用い、ANGPTL2ノックダウンや過剰発現を行い、ANGPTL2シグナルによるAkt-SARCA2a経路制御機構、ANGPTL2シグナルを介したミトコンドリア呼吸鎖複合体IIのアセンブリーやSDH発現制御機構などを中心に、詳細な分子機構解析を実施する。さらに、我々はこれまでの研究成果として、miR221/222によるANGPTL2発現抑制が運動により誘導される心保護作用の一つの分子機構であることを明らかにしており、その詳細なメカニズムについてさらに検討を行う。

  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 5 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Roles of angiopoietin-like proteins in regulation of stem cell activity.2019

    • Author(s)
      Kadomatsu T, Oike Y
    • Journal Title

      J Biochem

      Volume: 165 Pages: 309-315

    • DOI

      10.1093/jb/mvz005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] UV-B-activated B16 melanoma cells or HaCaT keratinocytes accelerate signaling pathways associated with melanogenesis via ANGPTL 2 induction, an activity antagonized by Chrysanthemum extract.2018

    • Author(s)
      Satou G, Maji D, Isamoto T, Oike Y, Endo M
    • Journal Title

      Exp Dermatol

      Volume: 28 Pages: 152-160

    • DOI

      10.1111/exd.13862

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Loss of endogenous HMGB2 promotes cardiac dysfunction and pressure overload-induced heart failure in mice.2018

    • Author(s)
      Sato M, Miyata K, Tian Z, Kadomatsu T, Ujihara Y, Morinaga J, Horiguchi H, Endo M, Zhao J, Zhu S, Sugizaki T, Igata K, Muramatsu M, Minami T, Ito T, Bianchi ME, Mohri S, Araki K, Node K, Oike Y.
    • Journal Title

      Circ J

      Volume: 34 Pages: 335-340

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-18-0925

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Angiopoietin-like protein 2 promotes the progression of diabetic kidney disease.2018

    • Author(s)
      Ishii T, Furuya F, Takahashi K, Shikata M, Takamura T, Kobayashi H, Miyazaki A, Morinaga J, Terada K, Oike Y, Kanda E, Kitamura K
    • Journal Title

      J Clin Endocrinol Metab

      Volume: 104 Pages: 172-180

    • DOI

      10.1210/jc.2017-02705

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 加齢関連疾患促進タンパク質ANGPTL2を抑制する機能性素材の探索の試み2018

    • Author(s)
      尾池雄一
    • Organizer
      脳心血管抗加齢研究会2018
    • Invited
  • [Presentation] 加齢関連疾患の分子解明を目指したモデル動物研究の実践2018

    • Author(s)
      尾池雄一
    • Organizer
      第54回高血圧関連疾患モデル学会 学術総会
    • Invited
  • [Presentation] 動脈硬化性疾患とアンジオポエチン様因子2018

    • Author(s)
      尾池雄一
    • Organizer
      第50回日本動脈硬化学会総会・学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Identification of candidate genes for gene therapy against heart failure2018

    • Author(s)
      尾池雄一
    • Organizer
      第24回日本遺伝子細胞治療学会(JSGCT2018)
    • Invited
  • [Presentation] 心不全の分子基盤解明と治療戦略2018

    • Author(s)
      尾池雄一
    • Organizer
      第91回日本内分泌学会学術総会
    • Invited
  • [Book] 週間 医学のあゆみ 特集:動脈硬化UPDATE2019

    • Author(s)
      尾池雄一
    • Total Pages
      120
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
  • [Book] 別冊 BIO Clinica 慢性炎症と疾患 心臓と血管の慢性炎症(生活習慣病)102018

    • Author(s)
      門松 毅、尾池雄一
    • Total Pages
      170
    • Publisher
      北隆館
  • [Remarks] 熊本大学 大学院生命科学研究部 分子遺伝学講座

    • URL

      http://www.kumamoto-u-molgene.jp

URL: 

Published: 2019-12-27  

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