メタボリック症候群と心筋エネルギー代謝制御を横断する新メカニズムと治療応用

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23659423
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 松原 弘明 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10239072)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 宏二 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90423871)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2013-03-31
• Keywords: 心筋細胞死

Research Abstract

ARIAによる心機能調節を解明するために野生型および全身型ARIA-KOマウスにドキソルビシン（DOX）を投与して心筋症モデルを作成した。野生型マウスではDOX投与により心筋細胞死・左室壁の菲薄化・心筋線維化が発症し、心収縮能は低下した。一方、ARIA-KOでは心収縮能は有意に維持されており、心筋細胞死・左室壁の菲薄化・心筋線維化はいずれも軽減していた。心臓におけるPI3K/Aktシグナルを検討したところ、ARIA-KOマウスではDOX投与前から心臓でのAkt活性が亢進しており、DOX負荷にて野生型マウス心臓におけるAkt活性が低下するのに対して、ARIA-KOマウスではAkt活性が有意に維持されていた。さらにAktの下流で細胞死を制御するBadのリン酸化がARIA-KOマウスの心臓で亢進していることが分かった。これら結果からARIAはAkt/Badシグナルの調節を介して心筋細胞死を制御していることを明らかにできた。また現在、心臓特異的ARIA過剰発現マウス（aMHC-ARIA-Tg）にDOXを投与して同様の検討を実施中である。ARIA阻害剤の開発に関してはARIAの細胞内ドメインに存在する数塩基がPTENとの結合に必須であることを見出した。PTENのカルボキシル端はARIAとの結合に必要ないことは既に見出しており、これら情報からin sillicoで結合モデルを作成し、ARIAとPTENの結合を阻害する低分子化合物の探索に着手した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ARIAが心筋細胞のPTEN/PI3Kパスウェイの調節を介して心筋細胞死を制御していることをin vivo, in vitroの系で証明することが出来た。

Strategy for Future Research Activity

心臓特異的ARIAトランスジェニックマウスを用いてARIAの心筋細胞死における役割を検証する。加えて心臓のインスリンシグナル伝達およびエネルギー代謝におけるARIAの機能解析を進める。またARIA阻害化合物の探索を進める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

心臓特異的にARIAを過剰発現するaMHC-ARIA-TgマウスにDOXを投与して心機能変化、心筋細胞死を野生型と比較する。次にラット初代培養心筋細胞中のARIAをsiRNAによりノックダウンし、心筋細胞死、インスリンシグナルの変化を検討する。加えてARIA-KOまたはaMHC-ARIA-Tgマウスにインスリンを投与して心臓におけるインスリンシグナルを野生型と比較する。さらにこれらマウスから心筋細胞を単離し、インスリンシグナルおよびインスリン応答性の糖・脂肪酸代謝を検討する。ARIA阻害化合物についてはin sillicoスクリーニングで得られたヒット化合物を購入し、実際のARIA阻害作用をin vitroの系で解析する。

Research Products

• [Journal Article] 2. p53-TIGAR axis attenuates mitophagy to exacerbate cardiac damage after ischemia. (2012)
  • Author(s): Hoshiono A, Matoba S, Iwai-Kanai E, Nakamura H, Kimata M, Nakaoka M, Katamura M, Okawa Y, Ariyoshi M, Mita Y, Ikeda K, Ueyama T, Okigaki M, Matsubara H.
  • Journal Title: J Mol Cell Cardiool. Volume: 52 Pages: 175-184
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1. p53 promotes cardiac dysfunction in diabetic mellitus due to excessive mitochondrial respiration-mediated ROS generation and lipid accumulation. (2012)
  • Author(s): Nakamura H, Matoba S, Iwai-Kanai E, Kimata M Hoshino A, Nakaoka M, Katamura M, Okawa Y, Ariyoshi M, Mita Y, Ikeda K, Okigaki M, Adachi S, Tanaka H, Takamatsu T, Matsubara H.
  • Journal Title: Circ Heart Fail. Volume: 5 Pages: 106-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 5. Loss of Bcl-2 during the senescence exacerbates the impaired angiogenic functions in endothelial vells by deteriorating the mitiochondrial redox state. (2011)
  • Author(s): Uraoka M, Ikeda K, Kurimoto-Nakano R, Koide M, Akakabe Y, Kitamura Y, Ueyama T, Matoba S, Yamada H, Okigaki M, Matsubara H.
  • Journal Title: Hypertension Volume: 58 Pages: 256-163
  • DOI: Hypertension
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 4. Apoptosis regulator through modulating IAP expression (ARIA) controls PI3K/Akt pathway in endothelial and endothelial progenitor cells. (2011)
  • Author(s): Koide M, Ikeda K, Akakabe Y, Kitamura Y, Ueyama T, Matoba S, Yamada H, Okigaki M, Matsubara H.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 108 Pages: 9472-9477
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 3. Early inflammatory reactions in atherosclerosis are induced by proline-rich tyrosine kinase/reactive oxygen species-mediated release of tumor necrosis factor-alpha and subsequent activation of the p21Cip1/Tts-1/p300 system. (2011)
  • Author(s): Katsume A, Okigaki M, Matsui A, Che J, Adachi Y, Kishita E, Yamaguchi S, Ikeda K, Ueyama T, Matoba S, Yamada H, Matsubara H.
  • Journal Title: Arterioscler Thromb Vasc Biol. Volume: 31 Pages: 1084-1092
  • Peer Reviewed