2011 Fiscal Year Research-status Report
発生学的アプローチによる心血管領域の性差機構の解析
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23590297
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
黒川 洵子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (40396982)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 循環器 / 冠血管 / 不整脈 / 発生 / 性差 / 再生 |
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| Research Abstract |
心血管病の性差の分子機構を解明することを目的とし、発生段階・再生心筋における性差に注目して研究を行った。１）ヒトiPS心筋については、培養条件をコントロールするのが難しいと判断したため、CDI社から購入したiPS由来心筋を使用することにした。パッチクランプ法により、活動電位波形を計測したところ、細胞ごとに波形がばらつき、主に結節型、固有心筋型に分類できた。活動電位のAPDも100 msから500ms以上であった。２）野生型胎児マウスの発生段階ごとの冠動脈走行を雌雄差を解析する為にで、西山先生・栗原先生（東京大医）との連携・協力により、インク微小注入による血管造影法を用いて比較検討した。ICR胎児マウスE17.5を用いた予試験では、左冠血管（LCA）の先端分枝数や第2分枝の径に雌雄差が見られたが、トランスジェニックマウスと比較検討する為C57BL6/Jマウスにて解析したところ、雌において主枝の径が有意に短いことを示した。血管弛緩薬により雌の主枝が弛緩して雌雄差が消失することから、この雌雄差は収縮機構の違いによると示唆される。一方、コントロールでは分枝の経に雌雄差は認められないが、血管弛緩薬の投与により雄の分枝が弛緩して、雌雄差が見られた。Y染色体上の精巣決定遺伝子Sryの自然発症変異を組み合わせることで表現型が性転換するマウスの交配と繁殖に成功した。
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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
１）ヒトiPS由来心筋での性差の解析；細胞培養、パッチクランプ法のための細胞分散のプロトコルを固め、活動電位波形測定のプロトコルを決定するなど、系の立ち上げは完了した。iPSの株間での違いを議論できるかどうかを判断できる結果を得たので、申請時の達成目標は達成したと言える。２）冠血管脈管形成の性差の解析；トランスジェニックマウスでの解析に先立って、野生型マウスでのコントロール条件での解析を終了した。冠血管の主枝の径に雌雄差がある事を示した。さらに、血管弛緩剤に対する反応性も雌雄差がある事を見出し、平成２４年度の研究計画に直接つながる結果を得た。なお、当初は性転換マウスの繁殖までを年次計画として提出していたが、順調に進んだため、性転換マウスを用いた機能解析も既に開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）ヒトiPS由来心筋での解析；活動電位測定でのばらつきが大きかったため、男性由来、女性由来の細胞を比較解析するのは得策ではないと判断した。これまで、申請者は性ホルモンによるイオンチャネルの機能制御が不整脈発症の性差に関わる事を示唆する結果を発表してきたので、性ホルモンに対する反応性を検討することとする。ヒトiPS由来心筋は、薬物による心臓突然死の毒性試験への応用について急速に研究が進められてきており、その流れの中で性差について解析するという意味合いを持つ。薬物による心臓突然死のうちQT延長によるものがよく知られるが、男性より女性で約２倍以上の頻度であることが知られている為、毒性試験において性ホルモンの影響を反映させることで、試験の精度向上に役立てることを期待する。２）冠血管脈管形成の性差の解析；冠血管脈管形成に性差がある事が明らかとなったので、性差機構を解明する為に現在繁殖中の性転換マウスを用いて解析を行う。平成２３年度の研究で見出した冠血管の主枝と分枝の径と血管弛緩薬反応性の雌雄差が、内分泌由来と性染色体由来であるかどうかを比較検討する。さらに、関連する分子を同定する為、Q-PCR解析、マイクロアレイ解析を実施する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
１）ヒトiPS由来心筋での性差の解析；性差の解析として、心筋電気活動と収縮機構への性ホルモンの影響を解析する。ヒトiPS由来心筋の機能解析の手段として、パッチクランプ法は、定量性が高いデータは得られるが、細胞１つずつ行う必要があるので時間がかかる。そこで、蛍光指示薬を利用し、Ｃａ測定やビデオによるムービー解析を組み合わせて実験を行うこととする。不整脈の解析をする場合と分化が進み自律拍動しなくなった心筋の場合は、電気刺激をして細胞を興奮させる場合があるため、２チャンネルの電気刺激装置を購入する。２）冠血管脈管形成の性差の解析；マウスの系統維持と生化学的解析における消耗品として使用する。３）旅費；学会発表における国内旅費として支出する。
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[Journal Article] Circulating KCNH2 Current-Activating Factor in Patients with Heart Failure and Ventricular Tachyarrhythmia.2011
Author(s)
Sugiyama H, Nakamura K, Morita H, Akagi S, Tani Y, Katayama Y, Nishii N, Miyoshi T, Nagase S, Kohno K, Kusano KF, Ohe T, Kurokawa J, Furukawa T, Ito H.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 6
Pages: e198897
DOI
Peer Reviewed
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