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2019 Fiscal Year Research-status Report

Effectiveness of RyR2 inhibitors as antiarrhytmic drugs

Research Project

Project/Area Number 19K07105
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

呉林 なごみ  順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (50133335)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森 修一  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (00467630)
村山 尚  順天堂大学, 医学部, 准教授 (10230012)
村越 伸行  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80447218)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsリアノジン受容体 / 不整脈 / カルシウム / 筋小胞体 / カテコラミン誘発性多型性心室頻拍 / 心臓
Outline of Annual Research Achievements

異所性の興奮を起点として発生する心室性不整脈は生命を脅かす重篤な疾患である。慢性心不全に加え、カテコラミン誘発性多型性心室頻拍(CPVT)、QT延長症候群(LQTS)など種々のチャネル病において起こり易い。これらに対し現在β遮断薬、Naチャネル阻害薬、Ca拮抗薬が抗不整脈薬として用いられるが、不整脈を停止できない症例が多く、新規抗不整脈薬が求められている。申請者らは、異所性興奮の始まりが筋小胞体Ca2+遊離チャネルである2型リアノジン受容体(RyR2)からの自発的Ca2+遊離である事に着目し、RyR2を抑制することが抗不整脈作用となると着想した。そこで大規模スクリーニングによる探索を行い、RyR2を特異的に抑制する化合物を20種類ほど見出した。本研究では、申請者らが見出したRyR2特異的な阻害薬が、異所性興奮に起因するとされる様々な不整脈のうちどこまでを抑制出来るかを明らかにすることを目的とする。
2019年度は、スクリーニングから見出した20種類のシーズ化合物について、[3H]リアノジン結合測定によりCa2+依存性や、RyR1、RyR2、RyR3アイソフォーム特異性、親和性等の評価を行った。その一部については、共焦点顕微鏡によるRyR2発現HEK293細胞のCa2+イメージングから急性細胞毒性および自発的Ca2+遊離抑制効果の確認と可逆性を調べた。また、1種類のシーズ化合物を基に構造展開し親和性・効力の高い化合物を合成し、特許出願した。現在、現有の不整脈モデルマウスを用いてRyR2抑制効果の高い化合物の心筋組織や単離心筋細胞に対する作用を調べているところである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

スクリーニングから得られた化合物を基に化学構造最適化を行い、RyR2特異的な化合物を見出し、特許申請を行った点は、予想以上に進捗した点である。
一方、マウスを用いる実験は新型コロナウイルスの影響でラボや施設の使用が制限され、遅れている。全体としてみると、おおむね順調なのではないかと考える。

Strategy for Future Research Activity

スクリーニング用の化合物ライブラリの範囲を広げ、さらに新しい化合物の探索を行う。現在までに開発した特異性の高い化合物については、RyR2のヒト催不整脈変異を持つCPVT変異ノックインマウスを作成し、開発した化合物の効果を確かめる予定である。

Causes of Carryover

ノックインマウスの導入を2020年度に持ち越したため、予定していた使用分がやや残った。

  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Co-Phenotype of Left Ventricular Non-Compaction Cardiomyopathy and Atypical Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia in Association With R169Q, a <i>Ryanodine Receptor Type 2</i> Missense Mutation2020

    • Author(s)
      Nozaki Yoshihiro、Kato Yoshiaki、Uike Kiyoshi、Yamamura Kenichiro、Kikuchi Masahiro、Yasuda Maki、Ohno Seiko、Horie Minoru、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Horigome Hitoshi
    • Journal Title

      Circulation Journal

      Volume: 84 Pages: 226~234

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-19-0720

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulatory mechanisms of ryanodine receptor/Ca2+ release channel revealed by recent advancements in structural studies2020

    • Author(s)
      Ogawa Haruo、Kurebayashi Nagomi、Yamazawa Toshiko、Murayama Takashi
    • Journal Title

      Journal of Muscle Research and Cell Motility

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1007/s10974-020-09575-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Insights into channel modulation mechanism of RYR1 mutants using Ca2+ imaging and molecular dynamics2020

    • Author(s)
      Yamazawa Toshiko、Ogawa Haruo、Murayama Takashi、Yamaguchi Maki、Oyamada Hideto、Suzuki Junji、Kurebayashi Nagomi、Kanemaru Kazunori、Oguchi Katsuji、Sakurai Takashi、Iino Masamitsu
    • Journal Title

      The Journal of General Physiology

      Volume: 152 Pages: e201812235

    • DOI

      10.1085/jgp.201812235

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural development of a type-1 ryanodine receptor (RyR1) Ca2+-release channel inhibitor guided by endoplasmic reticulum Ca2+ assay2019

    • Author(s)
      Mori Shuichi、Iinuma Hiroto、Manaka Noriaki、Ishigami-Yuasa Mari、Murayama Takashi、Nishijima Yoshiaki、Sakurai Akiko、Arai Ryota、Kurebayashi Nagomi、Sakurai Takashi、Kagechika Hiroyuki
    • Journal Title

      European Journal of Medicinal Chemistry

      Volume: 179 Pages: 837~848

    • DOI

      10.1016/j.ejmech.2019.06.076

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Assays for Modulators of Ryanodine Receptor (RyR)/Ca 2+ Release Channel Activity for Drug Discovery for Skeletal Muscle and Heart Diseases2019

    • Author(s)
      Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi
    • Journal Title

      Current Protocols in Pharmacology

      Volume: 87 Pages: e71

    • DOI

      10.1002/cpph.71

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel strategy for treatment of cancer cachexia targeting xanthine oxidase in the brain2019

    • Author(s)
      Uzu Miaki、Nonaka Miki、Miyano Kanako、Sato Hiromi、Kurebayashi Nagomi、Yanagihara Kazuyoshi、Sakurai Takashi、Hisaka Akihiro、Uezono Yasuhito
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 140 Pages: 109~112

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2019.04.005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Effects of novel RyR2 inhibitors on cardiac myocytes from diseased hearts2020

    • Author(s)
      Nagomi Kurebayashi, Takashi Murayama, Masato Konishi, Shuichi Mori, Mari Ishigami-Yuasa, Hiroyuki Kagechika, Haruo Ogawa, Sachio Morimoto, Takashi Sakurai
    • Organizer
      63th Annual Meeting of the Biophysical Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 不整脈疾患におけるRyR2の異常とCICR2020

    • Author(s)
      呉林なごみ
    • Organizer
      第93回 日本薬理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] Mechanism and therapeutic strategies for arrhythmogenic diseases caused by RyR2 mutations2019

    • Author(s)
      Nagomi Kurebayashi
    • Organizer
      9th FAOPS Congress, Symposium25 Calcium signaling in heart disease
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ryanodine receptor type 2 as a potential target for novel anti-arrhythmic drugs2019

    • Author(s)
      Kurebayashi, N
    • Organizer
      The 71th Annual Meeting of the Korean Physiological Society
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 順天堂大学大学院 細胞・分子薬理学 ホームページ

    • URL

      http://pharmacology.sakura.ne.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 2型リアノジン受容体活性抑制剤2020

    • Inventor(s)
      国広なごみ、村山尚、影近弘之、森修一、湯浅磨里、飯沼大翔
    • Industrial Property Rights Holder
      順天堂大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-020656

URL: 

Published: 2021-01-27  

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