2021 Fiscal Year Research-status Report

心機能回復のための心筋細胞における細胞極性因子aPKCの役割の解明

Research Project

Project/Area Number	19K09243
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	河村拓史大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60839398)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	河村愛大阪大学, 医学部附属病院, 助教 (10838923) 秦広樹大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (80638198) [Withdrawn]
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	細胞極性因子 / 心筋細胞 / 心不全
Outline of Annual Research Achievements	現在、日本における心不全による年間死亡者数は4万人を超え、今後高齢化に伴いさらに心不全患者数は増加することが予測されている。心不全に対する標準治療として、病態に応じて薬物治療、また、器質的な介入部位がある場合は外科治療が選択される。しかしながら、可能な薬物治療、外科治療を行なっても一定数の患者は心不全が進行し、補助人工心臓、心臓移植が適応となる。補助人工心臓は感染、脳血管疾患などの合併症、心臓移植に関しては慢性的なドナー不足や免疫抑制剤の副作用などの問題があり、これらを補完・代替する治療方法開発が望まれる。このような末期心不全に対する新たな治療方法開発のための手がかりとして、臨床的に観察される補助人工心臓治療での自己心機能の回復（functional recovery）が挙げられる。この現象の報告は2000年代始めになされ、その後様々な研究が進められてきたが、未だunloadingとfunctional recoveryを結びつける分子メカニズムは解明されていない。本研究において申請者らは、補助人工心臓治療でのunloadingによる自己心のfunctional recoveryについて、aPKC-c-Myc pathwayを中心とした分子メカニズムの解明を行うことを目的としている。本研究は、基礎研究としてこれまでに得られたaPKCの知見を、臨床的に観察され、新規治療法の開発に繋げることができる可能性のある事象の解明へと応用する研究であり、学術的独自性は大きく、その結果により新たな分野を開拓できる創造性を有するものと考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究において、我々はin vitroでの心筋細胞におけるunloadingとaPKC-c-Myc pathwayの関連性の解明を計画している。心臓における心筋組織に対する外的力学的作用として、心筋細胞に対するStretchとPressureの影響を検討するため、令和2年度はストレッチチャンバーを用いた伸展刺激を行い、細胞核におけるpSer218 FoXOおよびc-Mycの増加を認めた。また、いったん伸展刺激を行った心筋細胞をde-stretchすることにより、心筋細胞の細胞質内でリン酸化（活性化）aPKCの増加、pSer218 FoXOおよびc-Mycのさらなる増加を認めた。令和3年度は主に臨床検体を用いた組織学的な検討を中心に行った。すなわち、LVAD植込手術時、心臓移植時の心臓組織を比較検討する事で心不全心のunloadingに関する検討を行った。大阪大学医学部附属病院心臓血管外科にてLVAD植え込み、心臓移植を行った28症例について心臓組織の検討を行った。28症例のLVAD植え込み時のLVEFは18±6.5%, 心臓移植時は24±12% （p <0.01）で、LVADによるfunctional recoveryが認められていた。心臓組織の免疫染色により、核内のpSer218FoXO, c-Mycについて、統計学的有意差をもってLVAD前後で発現が上昇していた。また、pSer218FoXO, c-Myc 共に上昇している患者は18/27(66.7%)症例であった。また、unloadingによるLVD dの減少と、ΔpSer218FoXO には相関を認めた。
Strategy for Future Research Activity	昨年度までに確立した心筋組織染色でのaPKC-c-Myc pathwayに関して、aPKCの活性化の評価を細胞内の局在、およびaPKCの活性化状態と考えられているリン酸化aPKCの発現で検討するとともに、aPKC-cMyc pathwayで重要な役割を果たすと考えられている、miR-34aの発現量に関して、心筋組織からRNAを抽出しRT-PCRにて評価する方針としている。最終的に、in vitroの進展刺激による心筋細胞へのaPKC-c-Myc pathwayの影響と、LVAD前後のfunctional recoveryを認めた心筋組織でのaPKC-c-Myc pathwayを検討することで、実臨床でのunloadingによるfunctional recoveryにおけるaPKC-c-Myc pathwayの役割を明らかにする予定としている。
Causes of Carryover	海外情勢及びCOVID-19の影響により必要な試薬等の入荷が不安定で滞りがちであり納品が困難だったため未使用額が発生した次年度行うLVAD前後のfunctional recoveryを認めた心筋組織でのaPKC-c-Myc pathwayを検討するための消耗品等の購入に充てる