2020 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of cross-talk mechanism between heart and skeletal-muscle in ischemic heart disease with sarcopenia
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19K19824
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
早坂 太希 旭川医科大学, 大学病院, 医員 (10838543)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 心筋骨格筋連関 / マイクロRNA / 虚血性心疾患 / 骨格筋萎縮 / サルコペニア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心臓左冠動脈結紮による虚血再灌流(Ischemia-Reperfusion;IR)マウスモデルを、1週間の尾懸垂による後肢筋力低下を誘導する(Tail Suspention;TS)群としない(control)群に分けて検討したところ、TS群ではIR後の心収縮能低下からの改善が悪く、さらに心筋梗塞線維化面積も大きいことが示された。この機序を解明するために行ったアレイ解析などから血中Exosome内のマイクロRNAのうち、mir-16-5pがTS群で上昇していることが明らかになった。
このmir-16-5pが心筋に及ぼした影響を調べる為に、in vitroでの実験を行った。ラット新生仔より単離した心筋細胞(NRVM)にmir-16-5pをtransfectionすると、p53やCASPASEなどのアポトーシス関連遺伝子の上昇を認め、結果としてアポトーシスを誘導することが明らかとなった。さらに、オートファゴソームを標識すると、オートファゴソームはtransfection群で減少しており、オートファジーが抑制されていることがわかった。さらにtransfectionした細胞の蛋白解析をするとSESN1の減少も認めており、SESN1によるオートファジーの促進が抑制されたことが、最終的にアポトーシスを誘導したものと思われる。以上から、骨格筋萎縮に伴うmir-16-5pの上昇が心筋細胞のアポトーシスを誘導し、心収縮能の回復不全を呈したものと考えられる。
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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
COVID-19流行における実験制限などの成約は受けつつも、実験全体としては概ね順調に経過している。
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| Strategy for Future Research Activity |
虚血性心疾患マウスモデルでのmir-16-5pの影響をin vivoで解析する。IRにより作成した虚血性心疾患マウスモデルにアテロコラーゲンを担体としてmir-16-5pを血管内投与する。これによって投与群での心機能解析を行い、実際に骨格筋萎縮を誘導したときと同様の心機能の回復不全が生じるかを検討する。
in vitroでは、NRVMに対するmir-16-5pの影響をより詳細に実験で評価する。オートファジー関連蛋白およびアポトーシス関連蛋白についてはWestern Blot法で解析を進める。
治療法の開発についても積極的に検討していく。すでに脂肪由来間葉系幹細胞を骨格筋に移植したIRマウスでは、心機能の回復が得られることが実験より明らかとなっており、骨格筋に対する細胞治療の可能性や機序を検討していく。また、これらの実験を通して、心筋保護的に関わるマイクロRNAやmir-16-5pの阻害剤などの同定が可能となれば、より直接的な心筋保護に関わる核酸医薬の開発につながると考えている。
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