心筋の機能維持・代謝制御とその破綻に関わる転写・エピジェネティック制御機構の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26293187
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 桑原 宏一郎 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30402887)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木下 秀之 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), その他 (30467477) ; 中川 靖章 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70452357)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 遺伝子 / シグナル経路 / 循環器

Outline of Annual Research Achievements

本申請研究では、不全心において特徴的に認められる遺伝子発現変化に関わる転写・エピジェネティック調節経路の解明を通した慢性心不全の分子病態解明と、それに基づく新規治療標的・戦略の同定・構築をめざし、これまで申請者が明らかにしてきた病的心筋リモデリングに関わる転写調節経路について解析を行う。本年度は具体的に以下のような研究を行った。1), 心筋特異的NRSFコンディショナルノックアウトマウス(CKO)の表現系解析及びその分子機構解明。心筋特異的NRSFノックアウトマウスは生後心機能低下と致死性不整脈を起こし生後10週くらいまでに突然死する。これらマウスと、優性抑制変異型NRSF心筋過剰発現マウス(dnNRSF-Tg)との遺伝子発現を比較検討した結果、GタンパクをコードするGNAO1遺伝子の発現が共に更新していることを見出した。そこで、これらマウスへPTX投与を行ったところ、その心機能を改善させ、生存率を延長させる可能性を見出した。現在GNAO1ノックアウトマウスを入手し、これらマウスにおけるGNAO1の意義を解析中である。また心筋特異的NRSFノックアウトマウスにおける心筋代謝経路の解析についても継続した検討を行っている。2)Rho依存性転写活性化因子MRTF-Aの病的心筋リモデリングにおける意義の解析とそれに基づく新規心不全予防・治療薬開発。MRTF-Aの阻害薬が心不全マウスであるdnNRSF-Tgの心機能を改善させる可能性について確認するための投与実験を継続した。3)新規心不全治療標的としてのTRPC6/3イオンチャネルの意義の解明。 TRPC阻害薬を心不全モデルマウスであるdnNRSF-Tgに投与し、その心機能が改善される結果をプレリミナリーに得、その解析を継続している。またTRPC3/6ダブルノックアウトマウスを入手し、dnNRSF-Tgとの交配を開始した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

複数の心筋の遺伝子発現調節経路に関してアプローチを継続しており、一部興味深いデータが得られ、解析を進めている。またこれら解析のための複数の遺伝子改変動物の開発、入手に成功し、今後の解析の進行が期待できる。

Strategy for Future Research Activity

現在までのところ、当初の予定範囲での研究が進行している。今後さらに複数の遺伝子改変動物モデルを用いた解析を予定しており、これらを精力的に推し進めることにより、さらなる研究の進展を目指したい。

Causes of Carryover

研究初年度のために当初予想よりマウスの生理学的表現型解析が相対的に多く、分子生物学的あるいは生理学的解析に用いる試薬などの購入費が予想より少なかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度で得られた表現型解析結果を基に、来年度以降は生化学的、分子生物学的解析が増える見込みであり、これら解析に使用する試薬の購入に使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Somatic chromosomal translocation between Ewsr1 and Fli1 loci leads to dilated cardiomyopathy in a mouse model (2015)
  • Author(s): Tanaka M, Yamaguchi S, Yamazaki Y, Kinoshita H, Kuwahara K, Nakao K, Jay PY, Noda T, Nakamura T
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 5 Pages: 7826
  • DOI: 10.1038/srep07826
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The organ-protective effect of N-type Ca2+ channel blockade (2015)
  • Author(s): Kuwahara K, Kimura T.
  • Journal Title: Pharmacol Ther Volume: in press Pages: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.pharmthera.2015.02.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Effects of Super-Flux (High Performance) Dialyzer on Plasma Glycosylated Pro-B-Type Natriuretic Peptide (proBNP) and Glycosylated N-Terminal proBNP in End-Stage Renal Disease Patients on Dialysis. (2014)
  • Author(s): Nakagawa Y, Nishikimi T, Kuwahara K, Yasuno S, Kinoshita H, Kuwabara Y, Nakao K, Minami T, Yamada C, Ueshima K, Ikeda Y, Okamoto H, Horii K, Nagata K, Kangawa K, Minamino N, Nakao K.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 9 Pages: e92314
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092314. eCollection 2014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Inhibition of N-type Ca2+ channels ameliorates an imbalance in cardiac autonomic nerve activity and prevents lethal arrhythmias in mice with heart failure (2014)
  • Author(s): Yamada Y, Kinoshita H, Kuwahara K, Nakagawa Y, Kuwabara Y, Minami T, Yamada C, Shibata J, Nakao K, Cho K, Arai Y, Yasuno S, Nishikimi T, Ueshima K, Kamakura S, Nishida M, Kiyonaka S, Mori Y, Kimura T, Kangawa K, Nakao K
  • Journal Title: Cardiovascular Research Volume: 104 Pages: 183-193
  • DOI: 10.1093/cvr/cvu185
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ectopic automaticity induced in ventricular myocytes by transgenic overexpression of HCN2 (2014)
  • Author(s): Oshita K, Itoh M, Hirashima S, Kuwabara Y, Ishihara K, Kuwahara K, Nakao K, Kimura T, Nakamura K, Ushijima K, Takano M.
  • Journal Title: J Mol Cell Cardiol. Volume: 80 Pages: 81-89
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2014.12.019.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 心不全に伴う不整脈突然死発症にかかわる分子メカニズム (2015)
  • Author(s): 桑原宏一郎、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第44回 日本心脈管作動物質学会
  • Place of Presentation: 高松
  • Year and Date: 2015-02-06 – 2015-02-07
  • Invited
• [Presentation] 心血管系におけるナトリウム利尿ペプチドの産生制御と作用機序の新知見 (2014)
  • Author(s): 桑原宏一郎
  • Organizer: 第18回日本心血管内分泌代謝学会総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-21 – 2014-11-22
  • Invited
• [Presentation] Role of O-glycosylation in N-terminal region of human proBNP in its processing mechanisms (2014)
  • Author(s): Yasuaki Nakagawa, Toshio Nishikimi, Koichiro Kuwahara, Shinji Yasuno, Hideyuki Kinoshita, Yoshihiro Kuwabara, Kazuhiro Nakao, Chinatsu Yamada, Kenji Ueshima, Naoto Minamino, Takeshi Kimura, Kazuwa Nakao
  • Organizer: AHA Scientific Sessoins 2014
  • Place of Presentation: Chicago
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] 拡張型心筋症モデルマウスにおけるN型Ca2+チャネル阻害は自律神経バランスを改善し突然死を予防する (2014)
  • Author(s): 桑原宏一郎、山田優子、木下秀之、中川靖章、柴田純子、山田千夏、森泰生、中尾一和、木村剛
  • Organizer: 第37回 日本高血圧学会総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-10-17 – 2014-10-19
• [Presentation] proBNPプロセッシングにおけるO型糖鎖修飾の役割 (2014)
  • Author(s): 中川靖章、桑原宏一郎、錦見俊雄、木村剛
  • Organizer: 第18回日本心不全学会学術集会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-10-10 – 2014-10-12
• [Presentation] Pivotal involvement of renin-angiotensin system in promoting arrhythmogenic remodeling in mice with chronic heart failure and lethal arrhythmias (2014)
  • Author(s): Chinatsu Yamada, Koichiro Kuwahara, Hideyuki Kinoshita,Yasuaki Nakagawa, Toshio Nishikimi Kazuwa Nakao, Takeshi Kimura
  • Organizer: 第18回日本心不全学会学術集会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-10-10 – 2014-10-12
• [Presentation] Critical involvement of renin-angiotensin system for developing arrhythmogenic remodeling in mice with chronic heart failure and lethal arrhythmias (2014)
  • Author(s): C. Yamada, K. Kuwahara, Y. Kuwabara, H. Kinoshita, Y. Nakagawa, T. Nihikimi, K. Nakao, T. Kimura
  • Organizer: ESC 2014.8.30-9.3
  • Place of Presentation: Barcelona
  • Year and Date: 2014-08-30 – 2014-09-03
• [Presentation] Increased Expression of HCN channels in the Ventricular Myocardium Contributes to Enhanced Arrhythmicity in Mouse Failing Hearts (2014)
  • Author(s): Yoshihiro Kuwabara, Koichiro Kuwahara, Makoto Takano, Hideyuki Kinoshita, Yuji Arai, Yasuaki Nakagawa, Shinji Ysuno, Sachiyo Igata, Satoru Usami, Takeya Minami, Yuko Yamada, Kazuhiro Nakao, Chinatsu Yamada, Junko Shibata, Toshio Nishikimi,Kenji Ueshima, Kazuwa Nakao
  • Organizer: 第31回日本心電学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-07-22 – 2014-07-25
• [Presentation] 脳性(B型)ナトリウム利尿ペプチド前駆体proBNPプロセシングにおける糖鎖結合の役割 (2014)
  • Author(s): 中川靖章、錦見俊雄、桑原宏一郎、木下秀之、桒原佳宏、山田千夏、中尾一泰、保野慎治、上嶋健治、木村剛、南野直人、中尾一和
  • Organizer: 第51回 日本臨床分子医学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-04-11 – 2014-04-12
• [Book] ガイドライン外来診療2014 内 心不全の項 (2014)
  • Author(s): 桑原宏一郎、木村剛
  • Total Pages: 680
  • Publisher: 日経メディカル開発
• [Remarks] 研究グループホームページ
  • URL: http://www.kuhp.kyoto-u.ac.jp/~med2/jpn/research/cardio.html
• [Remarks] 京都大学循環器内科ホームページ
  • URL: http://kyoto-u-cardio.jp/