2019 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism for after-load mismatch involved in the development of acute heart failure accompanied by chronic renal dysfunction
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19H03659
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
斎藤 能彦 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (30250260)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊澤 拓也 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (10745441)
尾上 健児 奈良県立医科大学, 医学部, 学内講師 (90510173)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アフターロードミスマッチ / 急性心不全 / 慢性腎臓病 / ββ1アドレナリン受容体 / LncRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
急急性心不全の発症病態の１つとして急性の後負荷に対する不適合(afterload mismatch)としてよく考えられ、特にCKDに合併する心不全ではその頻度が多い。しかし、その分子機序は明らかではない。申請者らは、独自に開発したCKDモデルマウスに後負荷刺激した時に、特異的に発現低下するLong non-cording RNA X（LncRNA X）を発見し、このLncRNA XはMEKに結合してその活性を低下させるが、この低下により後負荷(TAC)処理をすると心機能が低下することを確認している。また、急性心不全の原因の一つである、タコツボ型心筋症の発症にβアドレナリン受容体（βADR）の活性化とそれに引き続いて生じるβADRの脱感作が関与していることを提唱してきた。
本研究では、afterload mismatchの発症における、心臓と血管のβADRの脱感作（心筋の収縮性の低下と血管の収縮を引き起こす）とLncRNA Xの意義を実験的に検証するために、１）β受容体の脱感作に関与しているGRK2とβarrestin-2を心筋細胞と血管平滑筋細胞に過剰発現させるための、心筋に選択性の高いAAV9-GRK2とAAV9-β-arrestine-2を、血管平滑筋に選択制の高いAAV2-GRK2とAAV2-β-arrestin-2を作成し、実際に心筋細胞と血管平滑筋細胞への過剰発現をin vitroで確認した。
LncRNA Xに関しては、TACにてLncRNAXの低下と心機能の低下をきたすが、LncRNAXの発現低下の機序を検討しp53の活性化が関与していることを認めた。また、ヒトでのホモローグを探索にあたり、単純なホモロジー検索では、目的のLncRNAをターゲットできなかったので、MEKをベイトにlncRNAを探索した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
１年目は、β受容体の脱感作の意義を検証するための、道具作りが、進行している。しかし、実際のin vivoの実験までは着手できていない状況である。
LncRNAXの発現低下機序としてp53の活性化低下の実験を優先したために、in vivoでの実験がやや遅れ気味である
LncRNA Xは先行研究でMEKに直接結合して、MEK-ERK pathwayを抑制することを明らかにしているが、マウスLnc RNAXはヒトMEKに結合することが確認されたので、lncRNA Xの今後の発展を考えるとヒトホモローグの探索を優先した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）今年作成したAAV9-GRK2, AAV9-β-arrestin2、をマウスに導入する。その後、カテコラミン刺激とTAC負荷を行い、心不全の発症をin vivoで確認する。
AAV2-GRK2, AAV2-β-arrestin2をマウスに投与し、in vivoで血管平滑筋細胞に十分な GRK2とb-arrestin2が発現しているかを検討し、カテコラミンに関する血管の収縮をin vivo イメージングを用いて確認する。
２）LncRNA XとLncRNA XをノックダウンするsiLncRNA XをAAV9に導入し、その作用をさらに検討する。予備実験では、上述した様にTAC負荷を行ったsFlt-1 KOマウスに AAV9 LncRNAXを投与すると、心不全による死亡率を減少することに成功しているが、さらに、in vivoでMEKの活性が回復しているか、また、その裏の実験であるAAV9 siLncRNA Xを野生型マウスに導入して、TAC負荷を加え、sFlt-1KOで得られている易心不全発症性の再現を確認する。
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[Journal Article] AST-120, an Oral Carbon Absorbent, Protects against the Progression of Atherosclerosis in a Mouse Chronic Renal Failure Model by Preserving sFlt-1 Expression Levels.2019
Author(s)
Nakada Y, Onoue K, Nakano T, Ishihara S, Kumazawa T, Nakagawa H, Ueda T, Nishida T, Soeda T, Okayama S, Watanabe M, Kawakami R, Saito Y.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 9
Pages: 15571
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Value of Placental Growth Factor as a Predictor of Adverse Events During the Acute Phase of Acute Decompensated Heart Failure.2019
Author(s)
Nakada Y, Kawakami R, Matsui M, Ueda T, Nakano T, Nakagawa H, Nishida T, Onoue K, Soeda T, Okayama S, Watanabe M, Okura H, Saito Y.
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Journal Title
Circ J.
Volume: 83
Pages: 395-400
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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