2015 Fiscal Year Annual Research Report
時計遺伝子Bmal1ノックアウトマウスを用いた慢性心不全発症メカニズムの解明
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25460316
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
向阪 彰 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (00458051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和気 秀文 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (50274957)
グホ サビン お茶の水女子大学, 理学部, 研究員 (30453179)
大塚 剛司 和歌山県立医科大学, 医学部, 学内助教 (60760395)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 時計遺伝子 / 心不全 / ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、「時計遺伝子Bmal1は心筋のエネルギー代謝調節を介して心機能を維持している」という仮説の証明を目指して3年間に渡って実験を行った。
平成25年～26年度は、まず、心臓特異的Bmal1ノックアウト（H-Bmal1-/-）マウスを用いて、超音波画像診断装置による心機能解析、そしてマイクロアレイによる心臓での遺伝子発現解析を行った。その結果、H-Bmal1-/-マウスの心臓は左室内径短縮率が有意に低下しており、また、エネルギー代謝に関連した遺伝子群の発現レベルも低下していることを突き止めた。次に、H-Bmal1-/-マウスの心筋ミトコンドリア機能の評価を行った結果、H-Bmal1-/-マウスの心臓では、電子伝達系の複合体IおよびIVの酵素活性、さらにNAD/NADH含量が有意に低下していることを発見した。以上の結果により、心臓における時計遺伝子Bmal1の機能異常は、心筋ミトコンドリア機能を低下させることで心機能異常を惹起しているのではないかと考えられた。
平成27年度は、C57BL/6Jマウスを用いて、明暗周期を乱して飼育した場合に心筋ミトコンドリア機能と心機能が低下するのかどうかを調べた。但し、正常なマウスでは、明暗周期を乱したことによる心機能の変化をとらえることは難しいと考え、phenylephrine (PE) の持続投与によって軽度の心機能低下を引き起こした状態で実験を行った。実験群では、明暗周期を乱すために12時間毎の明暗周期を3日毎に逆転させてマウスを飼育した。対照群は、一定の12時間毎の明暗周期下で飼育した。対照群および実験群ともにそれぞれの条件下で18日間飼育して実験を行った。その結果、実験群では左室内径短縮率の低下、そして心臓における複合体Iの酵素活性の低下を認めた。
以上の実験結果により、心臓の時計遺伝子の正常な機能が心筋エネルギー代謝および心機能の維持に必須である可能性が示唆された。
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