2019 Fiscal Year Research-status Report
Novel pathophysiology underlying cardiac conduction defect due to mutations of gap junction genes
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18K19550
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
蒔田 直昌 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 副所長 (00312356)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西井 明子 (関明子) 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (80408608)
柴田 恭明 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (80253673)
本荘 晴朗 名古屋大学, 環境医学研究所, 准教授 (70262912)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | ギャップ結合 / コネキシン４５ / 心臓伝導障害 / 歯骨形成異常 / Crispr/cas9ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. コネキシン40(Cx40)変異Q58Lのヘテロノックインマウス(Cx40-Q58L-KI)は作成に成功したが明白な伝導障害はないため、マウスの房室結節に発現する別のコネキシンCx30.2をさらにノックアウトしたマウス(Cx40-KI/Cx30.2-KO)を作成し凍結胚を作成した。研究責任者は2019年4月に国立循環器病研究センター（国循）に異動となったため凍結胚を作成し国循に移送した。
2. 国循は2020年全施設移転のため、動物飼育施設が7月まで使用できず、10月から個体復元作業が順番に行われてきた。これまでに2回の個体復元を行ったが、現時点で成功していない。
3. Cx45の変異R75HノックインマウスもCRISPR/Cas9法で試みたが、sgRNAやオリゴを数回変えて試したが出生しなかった。また、遺伝子編集の簡便化と迅速化を図るため、野生型マウスの自然交配により着床前胚を有する子宮～卵管に核酸とCRISPR/Cas9タンパクを注入し卵管全体に電気穿孔法を行う「iGONAD法」を試みたが、これも無効であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
Cx40-Q58L-KI(ヘテロ）、Cx30.2-KO(ホモ）のマウス、およびこれらを交配した(Cx40-KI/Cx30.2-KO)の作成はCrispr/cas9ゲノム編集で成功している。これらのマウスを用いた研究を国循の新センター継続するため、凍結胚として保管していた。2020年10月から動物飼育センターで凍結胚の個体復元作業を2回行ったが成功していない。別のプロジェクトで同様に凍結していたマウス胚の復元は成功しており、コネキシンマウスが復元できない原因は不明である。
Cx45変異のKIマウスついては、Crispr/cas9ゲノム編集、iGONAD法など、様々な手法を試してきた。これまでに1匹だけ生まれたことがあるが、発育しなかった。胎児期から新生仔期の生命維持にきわめて重要な蛋白である可能性が高く、KIマウスの作成は困難と思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Cx40/Cx30.2のKIマウスは引き続き、凍結胚からの個体復元作業を継続し、繁殖後、心電図を含めたin vivo解析を行う。
Cx45マウスに関しては現時点で作成する方法がない。
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| Causes of Carryover |
研究代表者は2019年4月に国循に異動し、国循は全センターの移転に伴い、7月まで動物実験の使用ができなかった。SPFを維持するためすべてのマウスは凍結胚とされ、順次個体復元作業が行われたが、本研究のマウスの最初の作業が行われたのは10月で、それまで本研究に関する実質的な実験はできなかった。現時点で個体復元は成功していないが、引き続き復元を目指して継続する。差額が生じた研究費は、今後の復元作業とその後の飼育の費用およびin vivoの解析費用に流用する。
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[Journal Article] TBX5 R264K acts as a modifier to develop dilated cardiomyopathy in mice independently of T-box pathway2020
Author(s)
Miyao N., Hata Y., Izumi H., Nagaoka R., Oku Y., Takasaki I., Ishikawa T., Takarada S., Okabe M., Nakaoka H., Ibuki K., Ozawa S., Yoshida T., Hasegawa H., Makita N., Nishida N., Mori H., Ichida F., Hirono K.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 15
Pages: e0227393
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Desmin‐related myopathy characterized by non‐compaction cardiomyopathy, cardiac conduction defect, and coronary artery dissection2020
Author(s)
Tamiya R., Saito Y., Fukamachi D., Nagashima K., Aizawa Y., Ohkubo K., Hatta T., Sezai A., Tanaka M, Ishikawa T., Makita N., Sumitomo N., Okumura Y.
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Journal Title
ESC Heart Failure
Volume: -
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Identification of transmembrane protein 168 mutation in familial Brugada syndrome2020
Author(s)
Shimizu A., Zankov D. P., Sato A., Komeno M., Toyoda F., Yamazaki S., Makita T., Noda T., Ikawa M., Asano Y., Miyashita Y, Takashima Seiji、Morita Hiroshi、Ishikawa Taisuke、Makita Naomasa、Hitosugi Masahito、Matsuura Hiroshi、Ohno Seiko、Horie Minoru、Ogita Hisakazu
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Journal Title
The FASEB Journal
Volume: 5
Pages: 6399-6417
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Single Cell Electrophysiological Analysis of iPS Cell-Derived Cardiomyocytes Generated from Long-QT Syndrome Patients Carrying a CALM2 Mutation Using a Membrane Potential Imaging System2019
Author(s)
Yamamoto Y., Makiyama T., Wuriyanghai Y., Kohjitani H., Hirose S., Gao J., Kashiwa A., Huang H., Ishikawa T., Ohno S., Chonabayashi K., Suda K., Yoshida Y., Horie M., Makita N., Kimura T.
Organizer
第66回日本不整脈心電学会
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[Presentation] Modeling Overlap Syndrome of Long QT and Brugada Syndrome Associated with Induced Pluripotent Stem Cells2019
Author(s)
Kashiwa A., Makiyama T., Kohjitani H., Wuriyanghai Y., Yamamoto Y., Jungshan G., Huang H., Ishikawa T., Ohno S., Toyoda F., Sato S., Horie M., Makita N., Kimura T.
Organizer
The 40th Heart Rhythm Society Scientific Sessions
Int'l Joint Research
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[Presentation] Modeling Overlapping Phenotypes of Long-QT and Brugada Syndrome with CACNA1C-E1115K that Alters Ion Selectivity of the Cardiac L-Type Calcium Channel Using Induced Pluripotent Stem Cells2019
Author(s)
Kashiwa A., Makiyama T., Kohjitani H., Hirose S., Gao J., Kashiwa A., Huang H., Ishikawa T., Ohno S., Chonabayashi K., Suda K., Yoshida Y., Horie M., Makita N., Kimura T.
Organizer
第66回日本不整脈心電学会
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[Presentation] Cardiac Emerinopathy, Novel Nonsyndromic Xlinked Left Ventricular Noncompaction Associated With Progressive Atrial Conduction Disturbance2019
Author(s)
Ishikawa T., Barc J., Mishima H., Hirono K., Terada S., Kowase S., Sato T., Mukai Y., Yui Y., Ohkubo K., Kimoto H., Hata Y., Aiba T., Ohno S., Chishaki A., Shimizu W., Horie M., Ichida F., Nogami A., Yoshiura K., Schott JJ., Makita N.
Organizer
The 40th Heart Rhythm Society Scientific Sessions
Int'l Joint Research
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[Presentation] 患者由来iPS 細胞モデルを用いたCav 1.2イオン選択性を障害するCACNA1C-E1115K変異がQT 延長症候群、Brugada 症候群を発症するメカニズムの解析2019
Author(s)
柏麻美, 牧山武, 糀谷泰, マウリッセン トーマス, ウリヤンハイ イミン, 山本雄大, ガオ ジンシャン, ファン ハイ, 今村知彦, 相澤卓範, 石川泰輔, 大野聖子, 豊田太, 佐藤誠一, 高橋一浩, ウォルツェン クヌート, 堀江稔, 蒔田直昌, 木村剛
Organizer
第97回日本生理学会大会
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[Presentation] 次世代シーケンス解析による特発性心室細動の遺伝背景の解明2019
Author(s)
謝颯琴, 高橋篤, 大野聖子, 鎌倉令, 石川泰輔, 植田初江, 斯波真理子, 南野直人, 林研至, 八木原伸江, 中野由紀子, 伊藤英樹, 宮本恵宏, 田中敏博, 蒔田直昌, 堀江稔, 清水渉, 草野研吾, 安田聡, 相庭武司
Organizer
日本人類遺伝学会第64回大会
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