Functional analysis of calcification-related genes in aortic valve stenosis

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K17603
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 濱口 美香 愛媛大学, 医学部附属病院, 医員 (80815928)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 大動脈弁狭窄症 / 石灰化 / 弁間質細胞 / モデルマウス

Outline of Annual Research Achievements

大動脈弁狭窄症は、高齢者において最も頻度の高い弁膜症かつ予後不良の致死的疾患である。唯一の治療法は弁置換術であり、いまだに効果的な薬物治療は確立していない。我々は大動脈弁狭窄症発症の分子機序を解明するため、大動脈弁狭窄症患者由来石灰化大動脈弁の網羅的遺伝子発現解析を実施した。その結果、カルシウム・リン代謝の調節機能を有する一つの分泌タンパク質 (Calcification-induced protein1:CIP1と命名した)の同定に成功した。CIP1を介した大動脈弁石灰化の分子機構を解明するとともに、大動脈弁狭窄症発症予測マーカーとしての有用性を証明するための研究を進めている。
まず、CIP1が弁間質細胞(VIC)の骨芽細胞への分化に作用することを確認するため、CIP1遺伝子を過剰発現させるレンチウイルスシステム、CIP1遺伝子発現を抑制するsiRNAシステムを作製した。さらに、それらのVICへのトランスフェクションに成功し、CIP1過剰発現VIC、CIP1抑制VICを作製した。これらのVICを用いて、骨芽細胞分化誘導を行い、CIP1が関与するシグナル伝達経路についても評価を行っている。
また、CIP1遺伝子欠損マウスを入手し、交配を継続している。野生型マウス、CIP1遺伝子欠損マウスで大動脈弁狭窄症モデルを作製し、エコーを用いた大動脈弁流速の評価、心機能評価、壁厚変化の評価を行なっている。また、モデルマウスの大動脈弁の組織免疫学的評価を行い、筋繊維芽細胞、骨芽細胞への分化誘導についても評価を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

弁間質細胞の骨芽細胞への分化誘導に難渋しているものの、大動脈弁狭窄症モデルマウスの作成は順調に進行しており、エコーを用いた評価、大動脈弁の組織免疫学的評価を開始できている。

Strategy for Future Research Activity

CIP1過剰発現VIC、CIP1抑制VICを用いて骨芽細胞への分化誘導を評価し、関与するシグナル伝達経路の解明を行っていく。野生型マウス、CIP1遺伝子欠損マウスを用いて大動脈弁狭窄症モデルを作製し、組織免疫学的に大動脈弁狭窄症の発症・進展にCIP1が与える影響を検討する。

Causes of Carryover

VICの骨芽細胞分化誘導に難渋しており、予定していたCIP1過剰発現VICおよびCIP1抑制VICを用いた石灰化進行度評価、シグナル伝達経路の解明が実施できていないため。また、大動脈弁 狭窄症モデルマウス作製にも時間を要したため、組織免疫学的評価を現在実施中であるため。次年度予算を使用し、上記研究計画を継続していく。