2023 Fiscal Year Research-status Report
Study of familial sinoatrial node dysfunction using iPS cell-derived subtype-specific cardiomyocytes
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23K07575
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
牧山 武 京都大学, 医学研究科, 特定講師 (30528302)
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2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 不整脈 / 遺伝子 / iPS細胞 / 心筋細胞 / 疾患モデル / 洞不全症候群 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
洞不全症候群は、心臓のペースメーカー機能に障害が生じる遺伝性疾患で、現在のところペースメーカー植込み以外に有効な治療法が存在しない。本研究では、この病気の遺伝的な原因と発症メカニズムを解明するために、最先端のiPS細胞技術と共同研究施設と構築した遺伝性不整脈ゲノムデータベースを活用した研究をすすめている。
iPS細胞を用いた洞結節細胞への特異的分化に関しては、まだ挑戦的な技術であるが、我々は、既報（Protze et al. Nat Biotechnol. 2017）を最適化し、iPS細胞由来洞結節細胞（TnT陽性かつNKX2.5陰性、高い拍動数、典型的な活動電位波形を有する）の作製に成功している。この技術により、心臓のペースメーカーである洞結節細胞の機能とそれに関わる疾患発症プロセスを模倣することが可能となり、本研究では、家族性洞不全症候群患者由来iPS細胞を洞結節細胞特異的に分化させ解析を行った。
4q25非コードDNA領域に大きな欠失を有する洞不全症候群の大家系より樹立した患者由来iPS細胞を用いて分化過程における遺伝子発現を検討した。バイオインフォマティクス解析では、本領域にあるCTCF結合モチーフの欠失が近傍にある洞結節細胞の発生に重要なPITX2の発現を変化させている可能性が示唆され、患者由来iPS細胞を用いた洞結節細胞分化過程における経時的遺伝子発現解析によりPITX2の過剰発現を認めた。PITX2は、洞結節細胞の発生を負に制御しているが、非コードDNA領域の欠失がPITX2の発現異常を来し、洞不全症候群を生じていると考えられた。
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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
ヒトiPS細胞のサブタイプ特異的心筋分化法として、洞結節細胞への分化に成功し、患者由来iPS細胞モデルにおける解析をすすめている。疾患モデルにおいて、洞不全症候群の表現型の再現し、洞結節細胞の発生に関わる遺伝子発現の異常を同定しており、進行状況はおおむね順調であると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、本家族性洞不全症候群iPS細胞モデルを用いて、表現型解析、心筋分化過程におけるより詳細な遺伝子発現解析を行い、疾患発症機序の解明をすすめる。非コードDNA領域の欠失がなぜPITX2の発現異常を引き起こすかに関して、noncoding RNA等の解析も行い、詳細な発症機序の解明、治療ターゲットの同定を目指す。
また、他の家族性洞不全症候群症例においてもiPS細胞モデルを用いた同様の解析を行い本疾患の発症メカニズムを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
少額未使用分があり次年度に使用予定である。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] KUS121, a VCP modulator, has an ameliorating effect on acute and chronic heart failure without calcium loading via maintenance of intracellular ATP levels2023
Author(s)
Tsuji S, Otani C, Horie T, Watanabe S, Baba O, Sowa N, Ide Y, Kashiwa A, Makiyama T, Imai H, Nakashima Y, Yamasaki T, Xu S, Matsushita K, Suzuki K, Zou F, Kume E, Hasegawa K, Kimura T, Kakizuka A, Ono K.
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Journal Title
Biomed Pharmacother
Volume: 170
Pages: 115850
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Calmodulinopathy in Japanese Children - Their Cardiac Phenotypes Are Severe and Show Early Onset in Fetal Life and Infancy.2023
Author(s)
Fukuyama M, Horie M, Kato K, Aoki H, Fujita S, Yoshida Y, Sakazaki H, Toda T, Ueno M, Izumi G, Momoi N, Muneuchi J, Makiyama T, Nakagawa Y, Ohno S.
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Journal Title
Circ J
Volume: 87
Pages: 1828-1835
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Non-missense variants of KCNH2 show better outcomes in type 2 long QT syndrome.2023
Author(s)
Aizawa T, Wada Y, Hasegawa K, Huang H, Imamura T, Gao J, Kashiwa A, Kohjitani H, Fukuyama M, Kato K, Kato ET, Hisamatsu T, Ohno S, Makiyama T, Kimura T, Horie M.
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Journal Title
Europace
Volume: 25
Pages: 1491-1499
DOI
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[Presentation] Modeling familial sinus node dysfunction with a large intergenic deletion between PITX2 and ANK2 using iPS cell-derived sinoatrial nodal-like cardiomyocytes2023
Author(s)
T. Aizawa, T. Makiyama, H. Murata, T. Takaki, M. Baudic, J. Gao, T. Imamura, S. Ohno, Y. Yoshida, W. Shimizu, N. Makita, J. Barc, J.J. Schott, M. Horie, T. Kimura
Organizer
European Society of Cardiology Congress (ESC2023）
Int'l Joint Research
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[Presentation] A Novel Calmodulin Mutation Associated with a Severe Form of Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia Causes Robust Arrhythmogenicity due to a Dominant Facilitative Effect on The Cardiac Ryanodine Receptors2023
Author(s)
Jingshan Gao, Takeru Makiyama, Yuta Yamamoto, Takuya Kobayashi, Hisaaki Aoki, Asami Kashiwa, Tomohiko Imamura, Takanori Aizawa, Hai Huang, Hirohiko Kohjitani, Koichi Kato, Futoshi Toyoda, Seiko Ohno, Nagomi Kurebayashi, Takashi Murayama, Minoru Horie, Takeshi Kimura.
Organizer
日本生理学会100周年記念大会
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[Presentation] Histological characteristics of a rat model of LMNA-related cardiomyopathy carrying an Lmna missense variant, p.S143P2023
Author(s)
Hai Huang, Takeru Makiyama, Manabu Shirai, Masaki Wakabayashi, Morikatsu Yoshida, Yasuaki Nakagawa, Koichiro Kuwahara, Osamu Yamaguchi, Naomasa Makita, Koh Ono.
Organizer
第7回日本循環器学会基礎研究フォーラム
