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2022 Fiscal Year Research-status Report

Comprehensive Platform for Studying Molecular Mechanisms Regulating Cardiomyocyte Maturation

Research Project

Project/Area Number 19KK0219
Research InstitutionJichi Medical University

Principal Investigator

魚崎 英毅  自治医科大学, 医学部, 准教授 (90740803)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 関 満  自治医科大学, 医学部, 講師 (20822357)
升本 英利  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)
Project Period (FY) 2019-10-07 – 2024-03-31
Keywords心筋細胞 / 成熟 / 心臓発生
Outline of Annual Research Achievements

本研究はJohns Hopkins大学との共同研究として進めている。これまでに心筋細胞の成熟レポーター細胞の作出とそれを用いたスクリーニング(Chanthra et al., Sci Rep, 2020)、トランスクリプトーム解析に基づく心筋細胞成熟メカニズムの探索(Murphy et al., Nat Commun, 2021)などを共同研究の成果として報告してきた。さらに今年度はこれまでのトランスクリプトーム解析と成熟評価を他の臓器にも拡張し、多くの臓器で共通して見られる成熟制御メカニズムを明らかにした(Kambhampati et al., J Comput Biol, 2022)。本研究では、脳、心臓、肝臓、腎臓に関し、GEOに寄託されているマイクロアレイデータをメタ解析し、さらにIngenuity Pathway Analysisにより各臓器の成熟過程で見られる転写因子活性の変化を明らかにした。例えばPPARやPGC1といった核内受容体ファミリー、HDACなどのエピジェネティック因子の活性が臓器を超えた共通した成熟メカニズムとして推定された。また、Johns Hopkins大学Kwon研究室で注力している心臓発生に関する研究にも参画し、新たに心臓前駆細胞が第二次心臓領域をWntを介して制御していることを明らかにした(Miyamoto et al., PNAS, 2023)

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍の影響を受け、現地での共同研究、特に細胞移植を行う実験が進められず、目指してる成果が得られていない。一方、トランスクリプトーム解析のようなオンラインでも共同研究できる部分については当初予定していた以上の成果が得られている。

Strategy for Future Research Activity

上述のように一部遅れがあるため、1年間の延長手続きを行い、2023年度も共同研究を継続することとした。2023年5月には現地学会で直接面談し、今後の方針を決定する予定である。

Causes of Carryover

海外渡航制限に伴い、Johns Hopkins大学との共同研究に一部遅れが出ており、2023年度以降に継続して研究を行う。
具体的には、5月に学会において、直接の打ち合わせを行い、8月にはJohns Hopkins大学での実験を計画する。また、自治医科大学において細胞移植を用いた成熟法の立ち上げを行い、ヒトiPS細胞由来心筋細胞の成熟過程における遺伝子発現プロファイルを明らかにする予定である。

  • Research Products

    (23 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] Johns Hopkins University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Johns Hopkins University
  • [Journal Article] PAM-flexible Cas9-mediated base editing of a hemophilia B mutation in induced pluripotent stem cells2023

    • Author(s)
      Hiramoto T, Kashiwakura Y, Hayakawa M, Baatartsogt N, Kamoshita N, Abe T, Inaba H, Nishimasu H, Uosaki H, Hanazono Y, Nureki O, Ohmori T
    • Journal Title

      Communications Medicine

      Volume: 3 Pages: e56

    • DOI

      10.1038/s43856-023-00286-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cardiac progenitors instruct second heart field fate through Wnts2023

    • Author(s)
      Miyamoto Matthew、Kannan Suraj、Anderson Matthew J.、Liu Xihe、Suh David、Htet Myo、Li Biyi、Kakani Tejasvi、Murphy Sean、Tampakakis Emmanouil、Lewandoski Mark、Andersen Peter、Uosaki Hideki、Kwon Chulan
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Pages: e2217687120

    • DOI

      10.1073/pnas.2217687120

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Total and reduced/oxidized forms of coenzyme Q10 in fibroblasts of patients with mitochondrial disease2023

    • Author(s)
      Watanabe Chika、Osaka Hitoshi、Watanabe Miyuki、Miyauchi Akihiko、Jimbo Eriko F.、Tokuyama Takeshi、Uosaki Hideki、Kishita Yoshihito、Okazaki Yasushi、Onuki Takanori、Ebihara Tomohiro、Aizawa Kenichi、Murayama Kei、Ohtake Akira、Yamagata Takanori
    • Journal Title

      Molecular Genetics and Metabolism Reports

      Volume: 34 Pages: 100951~100951

    • DOI

      10.1016/j.ymgmr.2022.100951

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] iPS細胞を用いたミトコンドリア病の病態解明2023

    • Author(s)
      1.徳山剛士, 魚崎英毅
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 41 Pages: 720-726

  • [Journal Article] Cross-Organ Transcriptomic Comparison Reveals Universal Factors During Maturation2022

    • Author(s)
      Kambhampati Sandeep、Murphy Sean、Uosaki Hideki、Kwon Chulan
    • Journal Title

      Journal of Computational Biology

      Volume: 29 Pages: 1031~1044

    • DOI

      10.1089/cmb.2021.0349

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Protective roles of MITOL against myocardial senescence and ischemic injury partly via Drp1 regulation2022

    • Author(s)
      Tokuyama T, Uosaki H, Sugiura A, Nishitai G, Takeda K, Nagashima S, Shiiba I, Ito N, Amo T, Mohri S, Nishimura A, Nishida M, Konno A, Hirai H, Ishido S, Yoshizawa T, Shindo T, Takada S, Kinugawa S, Inatome R, Yanagi S
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 25 Pages: 104582~104582

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104582

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prolonged Myocardial Regenerative Capacity in Neonatal Opossum2022

    • Author(s)
      Nishiyama Chihiro、Saito Yuichi、Sakaguchi Akane、Kaneko Mari、Kiyonari Hiroshi、Xu Yuqing、Arima Yuichiro、Uosaki Hideki、Kimura Wataru
    • Journal Title

      Circulation

      Volume: 146 Pages: 125~139

    • DOI

      10.1161/CIRCULATIONAHA.121.055269

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ミトコンドリア病のiPS細胞を用いた病態解明2022

    • Author(s)
      徳山剛士、安済達也、魚崎英毅
    • Journal Title

      小児内科 「症例から学ぶミトコンドリア病」

      Volume: 54 Pages: 635-639

  • [Journal Article] Sarcomere maturation: function acquisition, molecular mechanism, and interplay with other organelles2022

    • Author(s)
      Ahmed Razan E.、Tokuyama Takeshi、Anzai Tatsuya、Chanthra Nawin、Uosaki Hideki
    • Journal Title

      Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences

      Volume: 377 Pages: e20210325

    • DOI

      10.1098/rstb.2021.0325

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ミトコンドリア機能から見た心筋細胞と皮膚2023

    • Author(s)
      魚崎 英毅
    • Organizer
      第11回ケラチノサイト・免疫と皮膚を勉強する会
    • Invited
  • [Presentation] Development of new strain of immunodeficient mice for pig-to-mouse xenotransplantation2023

    • Author(s)
      Munkh-Erdene Natsagdorj, Hiromasa Hara, Suvd Byambaa, Fumio Nakahara, Yasumitsu Nagao, Hideki Uosaki, Yutaka Hanazono
    • Organizer
      第25回異種移植研究会
  • [Presentation] Cardiomyopathy mouse models for the development of gene therapy2023

    • Author(s)
      Hideki Uosaki
    • Organizer
      MIS-KOREA
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Hormone and Nuclear Receptor Activations Enhance Cardiomyocyte Maturation and Improve Fidelity of Using PSC-CMs as a Mitochondrial Disease Model2023

    • Author(s)
      Nawin Chanthra, Hideki Uosaki
    • Organizer
      第87回日本循環器学会学術集会
  • [Presentation] Hormone and nuclear receptor activations are required for cardiomyocyte maturation2022

    • Author(s)
      "Nawin Chanthra, Razan E. Ahmed, Tatsuya Anzai, Takeshi Tokuyama, Kumiko A. Iwabuchi, Yutaka Hanazono, Hideki Uosaki"
    • Organizer
      "XXIV World Congress International Society for Heart Research"
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Targeted genome repair in selectively expanded mouse long-term hematopoietic stem cells2022

    • Author(s)
      Suvd Byambaa, Hideki Uosaki, Hiromasa Hara, Munkh-Erdene Natsagdorj, Tsukasa Ohmori, Satoshi Yamazaki, Yutaka Hanazono
    • Organizer
      第28回日本遺伝子細胞治療学会学術集会
  • [Presentation] マウスES細胞由来心筋細胞とアデノ随伴ウイルスを用いた拘束型心筋症の疾患モデリング2022

    • Author(s)
      安済達也、魚崎英毅、Chanthra Nawin、森田裕介、福井沙織、古井貞浩、鈴木峻、岡健介、横溝亜希子、松原大輔、松本歩、佐藤智幸、関満、山形崇倫
    • Organizer
      第58回日本小児循環器学会
  • [Presentation] ゲノム編集を用いた先天性疾患モデル動物の作出と解析2022

    • Author(s)
      魚崎 英毅
    • Organizer
      第62回日本先天異常学会
    • Invited
  • [Presentation] 心筋症研究のためのiPS細胞モデル2022

    • Author(s)
      魚崎 英毅
    • Organizer
      第70回 日本心臓病学会
    • Invited
  • [Presentation] Development of a New Immunodeficient Mouse Strain Capable of Pig Cell Engraftment2022

    • Author(s)
      Munkh-Erdene Natsagdorj, Hiromasa Hara, Suvd Byambaa, Fumio Nakahara, Yasumitsu Nagao, Hideki Uosaki, Yutaka Hanazono
    • Organizer
      第8回日本先進医工学ブタ研究会研究集会
  • [Presentation] ミトコンドリア酵素MITOLの低下は心臓老化や心筋梗塞を増悪し、MITOLの活性化は心筋梗塞の重症化を抑制する2022

    • Author(s)
      徳山剛士、魚崎英毅、柳茂
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Disease Modeling of Mitochondrial Cardiomyopathy Using Patient-Derived Induced Pluripotent Stem Cells2022

    • Author(s)
      Razan E Ahmed, Nawin Chanthra, Kumiko A Iwabuchi, Takeshi Tokuyama, Hideki Uosaki
    • Organizer
      ISHR/CVMW
  • [Presentation] 心筋細胞の成熟メカニズム解明に向けた挑戦2022

    • Author(s)
      魚崎 英毅
    • Organizer
      第21回日本心臓血管発生研究会
    • Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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