2023 Fiscal Year Research-status Report

Elucidation of distinct regulatory mechanisms of NCX1/NCX2 in pulmonary arterial hypertension

Research Project

Project/Area Number	23K06374
Research Institution	Fukuoka University
Principal Investigator	岩本隆宏福岡大学, 医学部, 教授 (20300973)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	篠田康晴福岡大学, 医学部, 講師 (70806405)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Keywords	肺動脈性肺高血圧症 / Ca2+シグナル異常 / Na+/Ca2+交換輸送体 / 遺伝子改変マウス / 低酸素誘発PAHモデル
Outline of Annual Research Achievements	肺動脈性肺高血圧症（PAH）は、肺小動脈が狭窄し肺動脈圧が上昇する病的状態であり、終末期に右心不全に至る難治性疾患である。PAHの発症には、肺小動脈の過収縮ならびに肺動脈平滑筋細胞の増殖・遊走に基づく肺血管リモデリング（肺血管病変）が深く関与している。この病態形成には、肺動脈平滑筋細胞のCa2+シグナル異常が関わると考えられているが、その分子機序の全容は未だ不明である。申請者は、これまでに1型Na+/Ca2+交換輸送体（NCX1）欠損や特異的NCX1阻害薬処置により、低酸素誘発PAHの発症が抑制されることを報告しているが、最近、血管平滑筋特異的NCX2欠損により低酸素誘発PAHが重篤化することを見出した。この知見は「PAHの発症においてNCX1/NCX2が相反する制御機序に関与する」ことを示唆している。本研究では、この分子機序を解明する目的で、血管平滑筋特異的NCX1/NCX2欠損・高発現マウスおよび特異的NCX1/NCX2阻害薬を用いて、低酸素誘発PAHモデルの病態解析および培養肺動脈平滑筋細胞の低酸素応答解析を実施する。本年度は、血管平滑筋特異的NCX1/NCX2欠損マウスおよび血管平滑筋特異的NCX1/NCX2高発現マウスの相互交配により、両アイソフォームの各種二重遺伝子改変マウスの作出に取り組んだ。現在、得られた二重遺伝子改変マウスについて、順次、低酸素誘発PAHモデル（10%低酸素、4週間）を作製し、右室収縮期圧（Millar Mikro-Tipカテーテル）、肺動脈血流波形（心エコー）、右室重量（心肥大率）、肺血管病変（血管筋性化率・肺小動脈密度）を解析し、PAHの程度・感受性（重症度）を比較検討している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 「研究実績の概要」に記載のように、当初の研究計画調書の内容に従って、各種NCX1/NCX2遺伝子改変マウスを作出し、順次、その低酸素誘発PAHモデル実験を進めている。
Strategy for Future Research Activity	今後、各種NCX1/NCX2遺伝子改変マウスから、初代培養肺動脈平滑筋細胞を調整して、低酸素処置・収縮因子添加・活性酸素負荷による各種細胞機能（細胞内Ca2+シグナル、Ca2+輸送活性、増殖・遊走能）を比較解析する予定である。
Causes of Carryover	初年度に、低酸素誘発PAHモデルのin vivo実験で使用する特異的NCX1/NCX2阻害薬の合成費用を準備していたが、その合成予定が次年度にずれ込むことになったため次年度使用が生じた。令和6年度はその合成阻害薬の購入を予定しているので、その費用に充当したいと考えている。