Role of XRCC3 polymorphism in the initiation and progression of cardiac hypertrophy

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K17526
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53020:Cardiology-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: SAKAI CHIEMI 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (90827982)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: XRCC3遺伝子多型 / 心肥大 / 多倍体化 / DNA損傷 / 細胞老化

Outline of Final Research Achievements

Polymorphism of the gene coding XRCC3,a DNA repair protein, induces a phenomenon called endoreduplication in which cells skip cytokinesis during DNA replication, resulting in polyploidy. We investigated whether XRCC3 polymorphism-induced endoreduplication is associated with cardiac hypertrophy. Single-nucleotide polymorphism analysis showed that XRCC3T241M is a risk factor of cardiac hypertrophy among dialysis patients. A normal fibroblast cell line introduced with XRCC3T241M showed polyploidy, accumulation of DNA damage, cell senescence, and an increased MCP-1 level. These results suggested that XRCC3 polymorphism is associated with cardiac hypertrophy by inducing polyploidy, genomic instability, cell senescence, and a pro-inflammatory response.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

XRCC3遺伝子多型が心肥大のリスク因子であることが示された。心肥大のリスク因子には加齢があるが、加齢によりゲノムの不安定性が増加することが知られている。XRCC3はゲノムの恒常性維持を担うタンパクであることから、XRCC3遺伝子多型に誘発される心肥大の発症・進展のメカニズムは加齢に伴う心肥大に普遍的なプロセスと類似している可能性がある。心筋細胞は元々多倍体化の細胞が多いことが知られているが、本研究の成果により、XRCC3タンパクの発現異常に誘導されるような病的な多倍体化が心肥大の発症・進展に関与することが示された。