2020 Fiscal Year Research-status Report
胎生期の心臓房室弁・中隔形成における心室筋転写因子カスケードの意義
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19K17318
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
瀬谷 大貴 東京慈恵会医科大学, 医学部, ポストドクトラルフェロー (30806021)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 先天性心疾患 / 転写調節因子 / 発現制御 / ノックアウトマウス / 形態形成 / 発生・分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胎生期心臓の各領域について遺伝子の発現・機能や構成細胞の時空間的な動態を知ることは、先天性心疾患などの病態の発症機序を理解するうえで重要である。転写調節因子Hey2のノックアウト（KO）マウスは三尖弁閉鎖、右心室低形成および心室中隔欠損を併発して、出生後早期に死亡する。昨年度実施したMef2c-AHF-Creマウスを用いた右心室および心室中隔筋特異的なHey2コンディショナルKO（cKO）マウスにおける遺伝子発現解析から、Hey2 cKOマウスの右心室筋ではT-box因子Tbx2の遺伝子発現が異所性に誘導されること、さらに細胞分裂制御因子であるMycnのmRNA発現が著明に減少することが明らかになった。そこで令和2年度は、右心室筋でのHey2転写因子カスケードと病態発症との関連を明らかにすることを目的とした。
まずHey2 cKOマウス胚心室内の各領域における細胞分裂頻度をEdU incorporation assayによって評価した。その結果、Hey2 cKOマウス胚の右心室および心室中隔筋ではS期細胞数が有意に低下していることが示された。このS期細胞数の低下は、全身Hey2 KOマウス胚の右心室および心室中隔筋でも認められた。さらにTbx2とMycnの関係を明らかにするために、CRISPR/Cas9ゲノム編集によって独自に作製したTbx2 KOマウス胚心臓においてMycnのmRNA量を測定した。Tbx2 KOマウス胚心臓ではMycnの遺伝子発現が有意に増加することを確認した。以上の結果は、右心室および心室中隔領域でのHey2-Tbx2-Mycnカスケードによる細胞分裂頻度の制御が、心臓形態形成において重要な役割を担っている可能性を示唆するものである。これら研究成果を論文として発表した（Seya et al. Dev Growth Differ. 2021）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Hey2 cKOおよびKOマウス胚心室内の各領域における細胞分裂頻度の検討とTbx2 KOマウス胚心臓における遺伝子発現解析から、Hey2はTbx2の発現を抑制することで、心臓の形態形成における右心室の発達に重要な役割を果たしていることが明らかになった。本年度中に計画していたTbx2 KOによるHey2 KO表現型のレスキュー実験については、ホモ接合型Tbx2 KOマウスの胎生致死性を回避し、ヘテロ接合型Tbx2 KOマウスとの掛け合わせで解析を試みたが、Hey2 欠失による心臓形態異常を改善するには至らなかった。
心筋細胞分化との関連などについてさらに検討するため、研究期間の延長申請をして、次年度に研究を継続することにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) Hey2 cKOおよびKOマウス胚の右心室において、Tbx2による転写抑制が知られている心房性ナトリウム利尿ペプチド（ANP）のmRNA発現の変化を検討する。
(2) 細胞分裂もしくは心筋細胞分化と関連し、Hey2ならびにTbx2によって制御される可能性のある遺伝子について、心臓形態形成における意義を検討する。
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| Causes of Carryover |
研究代表者の異動（所属研究機関の変更）および新型コロナウイルス感染症の全国的な感染拡大にともない、実験開始の遅延を余儀なくされ、研究計画の見直しを図った。次年度は、本年度の繰り越し額を使用して、試薬などの消耗品の購入、国内外の学会への参加（オンライン開催含む）および論文投稿を予定している。
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