2014 Fiscal Year Annual Research Report
心臓拡張機能制御の解明および生体内拡張機能可視化の確立
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24390201
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
牧野 伸司 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (20306707)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山岸 敬幸 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (40255500)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 拡張不全 / タイチン / メダカ変異体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢者心不全の40％は、心収縮力が保たれているにもかかわらず心不全を発症する。これは拡張機能障害に基づくことから、拡張不全と呼ばれており、予後を改善する効果的な治療方法はない。我々はDNA点変異を誘発するアルキル化剤を用いたメダカ変異体スクリーニングから、心臓拡張機能異常を示す突然変異体 (Non-Spring Heart: nsh) を樹立した。ポジショナルクローニング法により、nsh変異体はTitin遺伝子(TTN)に点変異があることを発見した。変異部位は筋特異的ユビキチンリガーゼであるMuscle Ring Finger (MURF) 結合部位であった。nsh変異体ではTTNとMURF結合増強により、柔軟なTTN isoformのユビキチン化による分解で、固いTTN isoformへの変化が観察された。さらに、既知の原因遺伝子に変異がない家族性肥大型心筋症96家系のTTN遺伝子について、nsh変異体で認められたM-line変異部位周辺の検索を行ったところ、これまでに報告のない拡張不全を示す家族性肥大型心筋症の２家系を発見した。興味深いことに、拡張型心筋症に移行するタイプの肥大型心筋症の家系であった。これらのメカニズムの解析と平行して、ナトリウム利尿ペプチド遺伝子プロモーターとcre-loxシステムを用いて、拡張機能正常時は赤色蛍光の心臓を示し、拡張機能低下時には緑色蛍光の心臓を示す小型魚類生体内可視化システムを構築して将来の創薬に向けた基盤作りをおこなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
世界に先駆けて、心臓拡張不全を呈するメダカのスクリーニングに成功した。メダカ変異体は、心房心室が正常に形成されるにも関わらず、心臓の拡張能が障害され、固く柔軟性のない拍動を呈するために循環不全を起こす。nsh変異体の名は、このバネのない拍動（non-spring)を示す表現型に由来する。ホモ変異体メダカは拡張不全により、生後1週間で心不全死する。ヘテロ変異体では正常な発育を示すが、M-line領域の形態異常を認めた。2000個のnsh変異体を解析してTTNのM-line領域の筋肉特異的ユビキチンリガーゼであるMURFがTTNと結合する部位に点変異があることを発見した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナトリウム利尿ペプチド遺伝子プロモーターとcre-loxシステムを用いて、拡張機能正常時は赤色蛍光の心臓を示し、拡張機能低下時には緑色蛍光の心臓を示す、小型魚類生体内可視化システムを構築して、将来の創薬に向けた基盤を作る。
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| Causes of Carryover |
平成26年8月、拡張不全変異体メダカの増殖が水槽ポンプの不調による水質変化により困難になった。水槽ポンプの調節と水質改善のためにバクテリアを水系に加えて対応したが、変異体メダカが産卵不能となってしまった。実験に必要な個体数確保のために、オス変異体メダカと野生型メスメダカとの交配による差し増殖に6か月の期間を要したため、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
細胞培養、抗体、試薬購入費、論文別冊費などの消耗品費、論文発表等の旅費、英文校正や論文投稿料などの費用に使用する予定である。
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[Journal Article] Endothelin-1 induces myofibrillar disarray and contractile vector variability in hypertrophic cardiomyopathy-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.2014
Author(s)
Tanaka A, Yuasa S, Mearini G, Egashira T, Seki T, Kodaira M, Kusumoto D, Kuroda Y, Okata S, Suzuki T, Inohara T, Arimura T, Makino S, Kimura K, Kimura A, Furukawa T, Carrier L, Node K, Fukuda K
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Journal Title
J Am Heart Assoc.
Volume: 3
Pages: 1-25
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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