2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of clinical practice for rare intractable cardiomyopathy using deep phenotyping combined with iPS cell technology
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21H02915
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
坂田 泰史 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00397671)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥後 修一朗 大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (00604034)
大谷 朋仁 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (30623897)
朝野 仁裕 大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (60527670)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ディープフェノタイピング / 疾患iPS細胞 / 心筋症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大阪大学医学部附属病院にて診療を行った難治性心筋症患者70名を新たにデータベースに追加し、そのデータベースより5例のホスホランバンR14del変異を見出し、その臨床経過を報告した。
若年で特発性拡張型心筋症と診断され、難治性心室性不整脈及び両心室拡大を呈した症例に遺伝解析を行い、介在板を構成するタンパク質であるデスモグレイン2(DSG2遺伝子)において、ホモ接合型ナンセンス変異(c.C355T, p.R119X)を同定した。左室心筋検体を用いて免疫染色を行ったところ、心筋組織介在板におけるデスモグレイン2の発現は完全に欠損し、心筋細胞における空胞変性像や介在板構成タンパク質の空胞周囲への異常沈着像を認めた。更に透過型電子顕微鏡を用いて微細構造を観察したところ、顕著な介在板の離開像を認めた。デスモグレイン2欠損心筋症の病態メカニズムを解明するため、疾患iPS細胞（R119X-iPSC）を樹立し、ゲノム編集技術を用いて片アレルの遺伝子変異を正常に修復し、デスモグレイン2発現を回復させたiPS細胞（HDR-iPSC）を作成した。これらのiPS細胞を心筋細胞(CM)に分化させ、それぞれの機能を解析するため、微小電極アレイを用いた電位解析を行ったところ、R119X-iPSC-CMでは異常電位の出現を認めたのに対し、HDR-iPSC-CMでは認めなかった。さらに、自発性循環進行波刺激による三次元自己組織化リングを作成し、マイクロスケール圧縮強度測定装置を用いて、収縮力解析したところ、R119X-iPSC-CMでは顕著な組織構造の脆弱性及び微弱な収縮力が観察されたが、いずれもHDR-iPSC-CMにおいては回復した。アデノ随伴ウイルスを用いてデスモグレイン2遺伝子をR119X-iPSC-CMに導入したところ、低下していた収縮力が回復した。以上の成果を報告した。
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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
本研究開発の対象とした3つの希少難治性心筋症（ホスホランバン心筋症、デスモゾーム心筋症、トロポニン心筋症）について研究開発を行った。ホスホランバン心筋症について、ゲノム解析結果、詳細な臨床経過をケースシリーズとして報告した。デスモゾーム心筋症について、ゲノム解析、心筋病理解析からデスモグレイン2欠損心筋症を同定し、アイソジェニック疾患iPS細胞を用いた機能解析を行い、アデノ随伴ウイルスを用いた遺伝子治療概念を実証し、報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究開発が対象とする3つの希少難治性心筋症（ホスホランバン心筋症、デスモゾーム心筋症、トロポニン心筋症）について、当初研究計画に則り推進する。トロポニン心筋症については、アイソジェニックiPS細胞の構築、これらを用いた機能解析を推進する。
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[Presentation] Modeling Reduced Contractility and Impaired Desmosome Assembly due to Plakophilin-2 Deficiency using Isogenic iPS Cell-Derived Cardiomyocytes2022
Author(s)
Hiroyuki Inoue,Satoki Nakamura,Shuichiro Higo,Mikio Shiba,Yasuaki Kohama,Takumi Kondo,Satoshi Kameda,Tomoka Tabata,Shota Okuno,Yoshihiko Ikeda,Junjun Li,Li Liu,Satoru Yamazaki,Maki Takeda,Emiko Ito,Seiji Takashima,Shigeru Miyagwa,Sawa Yoshiki,Shungo Hikoso,Yasushi Sakata
Organizer
第86回 日本循環器学会学術集会 YIA (Basic Research部門）優秀賞
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[Presentation] 悪性心室性頻拍と重症心不全を特徴とする 日本におけるホスホランバン p.Arg14del心筋症の臨床像2021
Author(s)
田端 智香,藏本 勇希,大谷 朋仁,宮脇 大,宮下 洋平,世良 英子,木岡 秀隆,肥後 修一朗,朝野 仁裕,彦惣 俊吾,坂田 泰史
Organizer
第25回日本心不全学会学術集会
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[Presentation] Modeling Augmented Sarcomeric Calcium Retention and Altered Calcium Handling Pathway by TNNT2 Δ160E Mutation using Isogenic Human iPS Cell-derived Cardiomyocytes2021
Author(s)
Takumi Kondo,Shuichiro Higo,Mikio Shiba,Yasuaki Kohama,Satoshi Kameda,Tomoka Tabata,Hiroyuki Inoue,Shota Okuno,Maki Takeda,Yuki Kuramoto,Jong-Kook Lee,Seiji Takashima,Shigeru Miyagawa,Shungo Hikoso,Yasushi Sakata
Organizer
第25回日本心不全学会学術集会YIA基礎部門優秀賞
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[Presentation] トロポニンTΔ160E変異を有するアイソジェニックiPS心筋を用いた拡張相肥大型心筋症の病態解明2021
Author(s)
近藤匠巳,肥後修一朗,志波幹夫,小濱康明,亀田聡士,田端智香,井上裕之,奥野翔太,武田真季,藏本勇希,李鍾國,高島成二,宮川繁,彦惣俊吾,坂田泰史
Organizer
第7回日本心筋症研究会
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