肥大型心筋症の病態形成における心筋エネルギー代謝異常の役割の解明と治療薬の検討

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07297
• Research Institution: International University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 杜 成坤 国際医療福祉大学, 福岡保健医療学部, 非常勤講師 (90590646)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森本 幸生 国際医療福祉大学, 福岡保健医療学部, 教授 (50202362)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 肥大型心筋症 / 拡張機能障害 / 心筋エネルギー代謝 / ミオフィラメントCa感受性 / ノックインマウス / 遺伝子突然変異

Outline of Annual Research Achievements

HCM病態形成における心筋エネルギー代謝の役割を明らかにするため、初年度に続いて心筋トロポニンT (cTnT) S179F変異ノックインマウスを用いて、酸化ストレスマーカー及び心肥大・拡張機能不全に重要なシグナリング経路を分子レベルで解析した。また、S179FcTnTマウスと野生型マウスの左心室から乳頭筋を摘出し、早い周期的電気刺激に対するインタクト心筋標本の収縮・弛緩の力学的応答における違いを解析した。
生後15-30dayのS179FcTnTマウスにおいて、心筋組織の酸化ストレスの関連蛋白であるNox2発現量の増加、P53タンパク質リン酸化レベルの増加が認められた。また、ATP-CK回路におけるクレアチンキナーゼの発現量の低下を明らかにし、細胞内ADP/ATP比が高くなり粘稠性ミオフィラメントが形成されることによる拡張機能の障害が示唆された。
乳頭筋インタクト標本の解析からは以下のことが明らかになった。①ノルアドレナリン非存在下では、野生型でもHCMでも十分な弛緩を行うことができないが、HCMではより顕著な弛緩機能の障害がみられた。②ノルアドレナリン存在下では筋小胞体へのCa取り込みが増加するとともに心筋トロポニンIリン酸化によってミオフィラメントCa感受性が低下するため、野生型では弛緩機能障害は完全に消失するのに対して、HCMでは依然として大きな弛緩機能障害がみられた。②HCMでは弛緩機能障害とともに、ATPの枯渇によると思われる収縮機能の経時的低下が野生型に比べると速やかに発生した。以上の結果は、HCMではミオフィラメントCa感受性亢進により心筋の弛緩機能が障害されるという我々の仮説を支持するとともに、心筋トロポニンT突然変異によって直接もたらされるミオフィラメントCa感受性亢進が心筋エネルギー代謝に大きな影響を与えていることを強く示唆している。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究代表者が、2020年11月に国立循環器病研究センターから国際医療福祉大学へ異動した。 その異動前後実験を実施ができなかったことと、遺伝子組換え動物実験申請をしなければ実験を継続できなかったため、実験の実施が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

現在計画より研究の進展が遅れているが、S179Fノックインマウスを用いた遺伝子組換え動物実験は行える状態になっているので、前年度の実施できなかった実験も今年度に実施する。
また、乳頭筋インタクト標本解析などの実験を実施し、いくつかの有用性の期待される治療薬候補の効果を評価する。

Causes of Carryover

研究代表者が、2020年11月に国立循環器病研究センターから国際医療福祉大学へ異動した。 その異動前後実験を実施ができなかった。
主に次年度分の消耗品（飼育費を含む）、及び分子レベル解析用の抗体・試薬予算に充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] β-Arrestin-Biased AT 1 Agonist TRV027 Causes a Neonatal-Specific Sustained Positive Inotropic Effect Without Increasing Heart Rate (2020)
  • Author(s): Kashihara T, Kawagishi H, Nakada T, Numaga-Tomita T, Kadota S, Wolf EE, Du CK, Shiba Y, Morimoto S, Yamada M.
  • Journal Title: JACC Basic Transl Sci . Volume: 5 Pages: 1057-1069
  • DOI: 10.14814/phy2.14297.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exercise Regulates MicroRNAs to Preserve Coronary and Cardiac Function in the Diabetic Heart (2020)
  • Author(s): Lew JK, Pearson JT, Saw E, Tsuchimochi H, Wei M, Ghosh N, Du CK, Zhan DY, Jin M, Umetani K, Shirai M, Katare R, Schwenke DO.
  • Journal Title: Circ Res Volume: 6 Pages: 1384-1400
  • DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.120.317604.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research