Elucidation of Stim2 splicing mechanism and development of a novel therapeutic strategy of heart failure

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K15277
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 伊藤 淳平 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (30897583)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ストア作動性カルシウム流入 / 心不全 / 選択的スプライシング / Stim2 / 核酸医薬

Outline of Annual Research Achievements

心不全患者では心筋細胞内カルシウムイオン濃度が上昇しており、その増加に伴い心機能の悪化を惹起している。そのためカルシウムイオン濃度を調節するタンパク質を標的とした創薬が心機能改善に有効である。本研究では、カルシウムイオンを貯蓄する小胞体のカルシウムイオンの枯渇により流入を引き起こすストア作動性カルシウム流入に着目し、その構成タンパク質であるSTIM2とそのスプライシング機構を調整することによりカルシウム流入を微調整できるような心不全治療薬の開発を目指す。
初年度にマウス心臓圧負荷モデルにおいてStim2選択的スプライシングが有意に変化していること、またSOCE活性が変化していることを確認した。さらにはマウス心臓内のStim2発現を制御するためにAAVを作製した。このAAVを用いたSTIM2.1およびSTIM2.2の発現抑制を行い、マウス心臓に圧負荷を加えるとコントロール群と比較して心機能が有意に低下することを見出した。さらに、AAVを用いてStim2を心臓において過剰発現させた際の表現型の解析もほぼ終了しており、心機能とSTIM2を介したSOCE活性の関連の重要性を明らかにした。次年度にStim2の選択的スプライシングに関与する因子をRNAプルダウンアッセイと質量分析によって同定することができた。さらに、バイオインフォマティクスツールとミニ遺伝子を用いることで結合領域の同定も完了した。これらはmRNAのSTIM2.1/STIM2.2比の変化やストア作動性カルシウム流入の変化により確認された。最終年度は同定したスプライシング調節分子の結合領域特異的な核酸を用い、STIM2.1/STIM2.2比の変化やストア作動性カルシウム流入が変化することを確認した。マウス心臓においてもTACを施したマウス心臓に対し、アンチセンスオリゴが有意に心機能の低下や肥大を抑制することを確認した。