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遺伝子変異動物を用いた心血管リモデリングの分子機構に関する多施設共同研究

研究課題

研究課題/領域番号 11694265
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 循環器内科学
研究機関京都大学

研究代表者

中尾 一和  京都大学, 医学研究科, 教授 (00172263)

研究分担者 菅原 照  京都大学, 医学研究科, 助手 (00312223)
伊藤 裕  京都大学, 医学研究科, 講師 (40252457)
斎藤 能彦  京都大学, 医学研究科, 助教授 (30250260)
小川 佳宏  京都大学, 医学研究科, 助手 (70291424)
向山 政志  京都大学, 医学研究科, 助手 (40270558)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
20,500千円 (直接経費: 20,500千円)
2000年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
1999年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
キーワード血管作動性物質 / ノックアウトマウス / トランスジェニックマウス / ナトリウム利尿ペプチド / 血管 / 線維化 / 心筋肥大 / 糸球体硬化 / 心血管リモデリング / アンジオテンシンII / エンドセリン / 心臓 / 腎臓
研究概要

我々は、血液を送り出すポンプあるいは血液を通すパイプと考えられていた心臓や血管が、種々の生理活性物質を生合成、分泌していることを明らかにし、心臓血管内分泌学という概念を打ち出した。すなわち、強力な血管平滑筋弛緩作用を有するナトリウム利尿ペプチドファミリーのうちANP、BNPは心臓から分泌され、一方CNPが血管内皮細胞から分泌されることを明らかにした。また、血管内皮から強力な血管平滑筋収縮作用を有するエンドセリンやアンジオテンシンIIが産生、分泌されることも明らかになった。また、我々はエンドセリン受容体に関し、血管平滑筋細胞に発現し、血管収縮に関与するETA受容体及び血管内皮細胞に発現し、血管弛緩に関与するETB受容体の双方の遺伝子構造の決定に成功した。また我々の研究協力者により、2種類存在する膜型グアニル酸シクラーゼそのものであるナトリウム利尿ペプチド受容体(GC-A及びGC-B)の構造決定がなされた。このように、我々はいち早く分子生物学的手法を導入し、心臓及び血管そのものから合成分泌される新しい血管作動性物質及びその受容体の同定とその作用機構を明らかにしてきた。近年心臓血管病変の病態生理は「心血管リモデリング」という新しい概念で理解されるようになってきた。本研究は、心血管リモデリングにおける血管作動性物質の意義に焦点を合わせ、分子生物学的手法及び発生工学的手法を駆使し、遺伝子変異動物(遺伝子過剰発現トランスジェニックマウス及び遺伝子欠損ノックアウトマウス)を作成する。更に、それら動物を交配し種々の条件下で解析することでin vivoの心血管リモデリングにおける心臓血管ホルモンの生理的意義を解明することをその目的とするものである。本研究課題によって以下の研究成果を得た。
(1)本研究課題により、我々及び研究協力者によりBNPトランスジェニックマウス(Tg)、GC-Aノックアウトマウス(K/O)、AT1受容体、AT2受容体K/O、AT1受容体Tg、ET-A受容体、ET-B受容体K/Oに加えBNP及びCNP K/Oを作製した。
(2)BNP K/Oにおいて心筋の著しい線維化が認められた。また、ANP、アンジオテンシン変換酵素(ACE)、TGF-β3、コラーゲンII遺伝子の発現亢進が認められた。
(3)BNP K/Oに対しaortic bandingを施行し、心筋に対する圧負荷を行ったところ、BNP K/Oの心筋線維化は更に増強された。以上より、BNPが心臓局所ホルモンとして心筋の線維化に対して抑制的に作用していることが証明された。
(4)テキサス大Garbersの開発したGC-A(ANP、BNPの受容体)K/Oは、血圧上昇及び心筋肥大を認める。GarbersよりGC-A K/Oの供与を受け、我々が既に保有しているBNPトランスジェニックマウス(Tg)と交配した。BNP-Tgにおいては、内軟骨骨化の活性化による骨格の伸長を認める。得られたBNP-Tg/GC-A K/Oにおいて血圧及び心筋肥大のフェノタイプは変化しなかったが、長管骨の伸長を認めた。この結果は、BNPが組織により異なった受容体を介して作用する可能性を示唆するものである。
(5)BNP Tgを用いて、5/6腎摘による腎臓障害モデルを作成したところ、コントロールマウスに比べBNP Tgでは、TGF-βの発現の抑制に伴う糸球体硬化の抑制が認められ、BNPが腎保護的に作用することが明らかとなった。
(6)CNP K/OはBNP Tgとは対照的に内軟骨骨化の障害、低身長を認め、更に早期死亡を認めた。
(7)コラーゲンIIプロモーターにCNP遺伝子を連結し、これをトランスジーンとして骨特異的CNP過剰発現Tgを作成した(CNP-bone Tg)。CNP TgはBNP Tgと同様に長管骨の伸長を認め、CNP K/OはCNP-boneTgとの交配により正常の発育が得られ、早期死亡は認められなくなった。このCNP-boneTg/CNP K/Oを用い、現在心血管リモデリングにおけるCNPの意義を解析中である。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (204件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (204件)

  • [文献書誌] H.Itoh et al.: "Hypertension and insulin resistance : role of peroxisome proliferator-activated receptor γ."Clin.Exp.Pharmacol.Physiol.. 26. 558-560 (1999)

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  • [文献書誌] R.Ishibashi et al: "Roles of prostaglandin E receptors in mesangial cells under high-glucose conditions."Kidney Int.. 56. 589-600 (1999)

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  • [文献書誌] K.Mori et al.: "Isolation and characterization of CA XIV, a novel membrane-bound carbonic anhydrase from mouse kidney."J.Biol.Chem.. 274. 15701-15705 (1999)

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  • [文献書誌] H.Itoh et al.: "Basic fibroblast growth factor decrease clearance receptor of natriuretic peptide feto-placental artery endothelium."Am.J.Physiol.. 46. R541-R547 (1999)

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  • [文献書誌] H.Itoh et al.: "Role of the guanylate cyclase system in the regulation of bovine uterine arterial blood flow during pregnancy, a review."Trophoblast research. 13. 301-309 (1999)

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  • [文献書誌] M.Nakayama et al.: "T-^<786>→C mutation in the 5'-flanking region of the endothelial nitric oxide synthase gene is associated with coronary spasm."Circulation. 99. 2864-2870 (1999)

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  • [文献書誌] K.Kuwahara et al.: "Involvement of cardiotrophin-1 in cardiac myocyte-nonmyocyte interactions during hypertrophy of rat cardiac myocytes in vitro."Circulation. 100. 1116-1124 (1999)

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  • [文献書誌] M.Ishikawa et al.: "Heart-specific increase in cardiotrophin-1 gene expression precedes establishment of ventricular hypertrophy in genetically hypertensive rats."J.Hypertens.. 17. 807-816 (1999)

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  • [文献書誌] K.Kuwahara et al.: "The effects of the selective ROCK inhibitor, Y27632, on ET-1-induced hypertrophic response in neonatal rat cardiac myocyte-possible involvement of Rho/ROCK pathway in cardiac muscle cell hypertrophy."FEBS Lett.. 452. 314-318 (1999)

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  • [文献書誌] J.Ozaki et al.: "Enzymatic inactivation of major circulating forms of atrial and brain natriuretic peptides."Eur.J.Pharmacol.. 370. 307-312 (1999)

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  • [文献書誌] M.Suda et al.: "C-type natriuretic peptide/guanylate cyclase B system in rat osteogenic ROB-C26 cells and its down-regulation by dexamethazone."Calcif.Tissue Int.. 65. 472-478 (1999)

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  • [文献書誌] K.Yahata et al.: "Identification of a novel R642C mutation in Na/Cl cotransporter with Gitelman's syndrome."Am.J.Kidney Dis.. 34. 845-853 (1999)

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  • [文献書誌] E.Harada et al.: "Effect of interleukin-1 β on cardiac hypertrophy and production of natriuretic peptides in rat cardiocyte culture."J.Mol.Cell Cardiol.. 31. 1997-2006 (1999)

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  • [文献書誌] H.Itoh et al.: "Role of the guanylate cyclase system in the regulation of bovine uterine arterial blood flow during pregnancy -a review -."Trophoblast Res.. 13. 301-309 (1999)

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  • [文献書誌] I.Hamanaka et al.: "Effects of cardiotrophin-1 on hemodynamics and endocrine function of the heart."Am.Physiol.Soc.. 278. H388-396 (2000)

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  • [文献書誌] T.Nagae et al.: "Rat receptor-activity-modifying proteins (RAMPs) for adrenomedullin/CGRP receptor : Cloning and upregulation in obstructive nephropathy."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 270. 89-93 (2000)

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  • [文献書誌] N.Tamura et al.: "Cardiac fibrosis in mice lacking brain natriuretic peptide."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 4239-4244 (2000)

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  • [文献書誌] E.Ogawa et al.: "Outside-in signaling of fibronectin stimulates cardiomyocyte hypertrophy in cultured neonatal rat ventricular myocytes."J.Mol.Cell.Cardiol.. 32. 765-766 (2000)

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  • [文献書誌] P-S.Gao et al.: "Variants of NOS1, NOS2, and NOS3 genes in asthmatics."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 267. 761-763 (2000)

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  • [文献書誌] N.Sawada et al.: "Inhibition of Rho-associated kinase results in suppression of neointimal formation of balloon-injured arteries."Circulation. 101. 2030-2033 (2000)

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  • [文献書誌] M.Kasahara et al.: "Ameliorated glomerular injuny in mice overexpressing brain natriuretic peptide with renal ablation."J.Am.Soc.Nephrol.. 11. 1691-1701 (2000)

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  • [文献書誌] J.Yamashita et al.: "Flkl-positive cells derived from embryonic stem cells serve as vascular progenitors."Nature. 408. 92-96 (2000)

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  • [文献書誌] T-H.Chun et al.: "Oxidative stress augments secretion of endothelium-derived relaxing peptides, C-type natriuretic peptide and adrenomedullin."J.Hypertens.. 18. 575-580 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "A T-^<786>→C mutation in the 5'-flanking region of the endothelial nitric oxide synthase gene and coronary arterial vasomotility."Ant.J.Cardiol.. 85. 710-714 (2000)

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  • [文献書誌] H.Chusho et al.: "Genetic models reveal that brain natriuretic peptide can signal through different tissue-specific receptor-mediated pathways."Endocrinology. 141. 3807-3813 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Miyamoto et al.: "Replication protein Al reduces transcription of the endothelial nitric oxide synthase gene containing a T-^<786>→C mutation associated with coronary spastic angina."Hum. Mol. Genet.. 9. 2629-2637 (2000)

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  • [文献書誌] K.Yahata et al.: "Molecular cloning and expression of a novel klotho-related protein."J.Mol.Med.. 78. 389-394 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "Association of the missense Glu298Asp variant of the endothelial nitric oxide synthase gene with severe preeclampsia."J.Soc.Gynecol.Investig.. 7. 238-241 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "Genetic risk factors for coronary artery spasm : significance of endothelial nitric oxide synthase gene T-^<786>→C and missense Glu298Asp variants."J.Invest.Med.. 48. 367-374 (2000)

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  • [文献書誌] K.Ikeda: "Possible involvement of endothelin-1 in cardioprotective effects of benidipine."Hypertens.Res.. 23. 491-496 (2000)

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  • [文献書誌] S.Asai et al.: "The heart is a source of circulating cardiotrophin-1 in humans."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 279. 320-323 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "Interaction on metabolic clearance between A-type and B-type natriuretic peptides in patients with heart failure."Metabolism. 49. 1228-1233 (2000)

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  • [文献書誌] M.Kotani et al.: "Multiple signal transduction pathways through two prostaglandin E receptor EP3 subtype isoforms expressed in human uterus."J.Clin.Endocrinol.Metab.. 85. 4315-4322 (2000)

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  • [文献書誌] K.Mori et al.: "Disruption of klotho gene causes an abnormal energy homeostasis in mice."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 278. 665-670 (2000)

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  • [文献書誌] M.Nakayama et al.: "T-^<786>→C mutation in the 5'-flanking region of the endothelial nitric oxide synthase gene is associated with myocardial infarction, especially without coronary organic stenosis."Am.J.Cardiol.. 86. 628-634 (2000)

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  • [文献書誌] K.Kuwahara et al.: "Cardiotrophin-1 phosphorylates akt and BAD, and prolongs cell survival via a PI3K-dependent pathway in cardiac myocytes."J.Mol.Cell Cardiol.. 32. 1385-1394 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Mizuno et al.: "Secretion patterns of A-type and B-type natriuretic peptides in patients with hypertrophic cardiomyopathy or idiopathic cardiomyopathy."Am.J.Cardiol.. 86. 1036-1040 (2000)

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  • [文献書誌] N.Kajiyama et al.: "Lack of association between T-^<786>→C mutation in the 5'-flanking region of the endothelial nitric oxide synthase gene and essntial hypertension."Hypertens.Res.. 23. 561-565 (2000)

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  • [文献書誌] S.Muro et al.: "Expression of prostaglandin E receptor EP4 subtype in rat adrenal zona glomerulosa : Involvement in aldosterone release."Endocr.J.. 47. 429-436 (2000)

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  • [文献書誌] S.Sugo et al.: "Regulation of endothelin-1 production in cultured rat vascular smooth muscle cells."J.Cardiovasc.Pharmacol.. 37. 25-40 (2001)

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  • [文献書誌] M.Inoue et al.: "Oxidized low density lipoprotein regulates VEGF expression in human macrophages and endothelial cells through activation of PPARγ."Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] H.Chusho et al.: "Dwarfism and early death in mice lacking C-type natriuretic peptide."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] Y.Mizuno et al.: "Aldosterone production iactivated in the failing ventricles in humans."Circulation. 103. 72-77 (2001)

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  • [文献書誌] K.Kuwahara et al.: "Neuron-restrictive silencer element/neuron-restrictive silencer factor system regulates basal-and endothelin-1-inducible atrial natriuretic peptide gene expression in ventricular myocytes."Mol.Cell Biol.. 21. 2085-2097 (2001)

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  • [文献書誌] I.Hamanaka et al.: "Induction of JAB/SOCS-1/SSI-1 and CIS3/SOCS-3/SSI-3 is involved in gp 130 resistance in cardiovascular system in rat treated with cardiotrophin-1 (CT-1) in vivo."Circ.Res.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] N.Sawada et al.: "cGMP-dependent protein kinase phosphorylated and inactivates RhoA."Biochem. Biophys. Res. Commun.. 280. 798-805 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Fukunaga et al.: "Thiazolidinediones, peroxisome proliferator-activated receptor γ agonists, regulate endothelial cell growth and secretion of vasoactive peptides."Atherosclerosis. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] K.Doi et al.: "C-type natriuretic peptide induces re-differentiation of vascular smooth muscle cells with accelerated re-endothelialization."Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] T.Suganami et al.: "Altered growth response to prostaglandin E2 and its receptor signaling in mesangial cells from stroke-prone spontaneously hypertensive rats."J.Hypertens.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "Coronary Artery Disease. "Genetic analysis of endothelial nitric oxide synthase in patients with coronary spasm.""Axel Springer Japan Publishing. 35-40 (2000)

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  • [文献書誌] H.Itoh et al.: "Hypertension and insulin resistance : role of peroxisome proliferator-activated receptor γ."Clin.Exa.Pharmacol.Physiol.. 26. 558-560 (1999)

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  • [文献書誌] R.Ishibashi et al.: "Roles of prostaglandin E receptors in mesangial cells under high-glucose conditions."Kidney Int.. 56. 589-600 (1999)

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  • [文献書誌] K.Mori et al.: "Isolation and characterization of CA XIV, a novel membrane-bound carbonic anhydrase from mouse kidney."J.Biol.Chem.. 274. 15701-15705 (1999)

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  • [文献書誌] H.Itoh et al.: "Basic fibroblast growth factor decrease clearance receptor of natriuretic peptide feto-placental artery endothelium."Am.J.Physiol.. 46. R541-R547 (1999)

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  • [文献書誌] H.Itoh et al.: "Role of the guanylate cyclase system in the regulation of ovine uterine arterial blood flow during pregnancy, a review."Trophoblast research. 13. 301-309 (1999)

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  • [文献書誌] M.Nakayama et al.: "T-^<786>→C mutation in the 5'-flanking region of the endothelial nitric oxide synthase gene is associated with coronary spasm."Circulation. 99. 2864-2870 (1999)

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  • [文献書誌] K.Kuwahara et al.: "Involvement of cardiotrophin-1 in cardiac myocyte-nonmyocyte interactions during hypertrophy of rat cardiac myocytes in vitro."Circulation. 100. 1116-1124 (1999)

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  • [文献書誌] M.Ishikawa et al.: "Heart-specific increase in cardiotrophin-1 gene expression precedes establishment of ventricular hypertrophy in genetically hypertensive rats."J.Hypertens.. 17. 807-816 (1999)

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  • [文献書誌] K.Kuwahara et al.: "The effects of the selective ROCK inhibitor, Y27632, on ET-1-induced hypertrophic response in neonatal rat cardiac myocyte-possible involvement of Rho/ROCK pathway in cardiac muscle cell hypertrophy."FEBS Lett.. 452. 314-318 (1999)

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  • [文献書誌] J.0zaki et al.: "Enzymatic inactivation of major circulating forms of atrial and brain natriuretic peptides."Eur.J.Pharmacol.. 370. 307-312 (1999)

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  • [文献書誌] M.Suda et al.: "C-type natriuretic peptide/guanylate cyclase B system in rat osteogenic ROB-C26 cells and its down-regulation by dexamethazone."Calcif.Tissue Int.. 65. 472-478 (1999)

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  • [文献書誌] K.Yahata et al.: "Identification of a novel R642C mutation in Na/Cl cotransporter with Gitelman's syndrome."Am.J.Kidney Dis.. 34. 845-853 (1999)

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  • [文献書誌] E.Harada et al.: "Effect of interleukin-1 β on cardiac hypertrophy and production of natriuretic peptides in rat cardiocyte culture."J.Mol.Cell Cardiol.. 31. 1997-2006 (1999)

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  • [文献書誌] H.Itoh et al.: "Role of the guanylate cyclase system in the regulation of ovine uterine arterial blood flow during pregnancy-a review-"Trophoblast Res.. 13. 301-309 (1999)

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  • [文献書誌] I.Hamanaka et al.: "Effects of cardiotrophin-1 on hemodynamics and endocrine function of the heart."Am.Physiol.Soc.. 278. H388-396 (2000)

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  • [文献書誌] T.Nagae et al.: "Rat receptor-activity-modifying proteins (RAMPs) for adrenomedullin/CGRP receptor : Cloning and upregulation in obstructive nephropathy."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 270. 89-93 (2000)

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  • [文献書誌] N.Tamura et al.: "Cardiac fibrosis in mice lacking brain natriuretic peptide."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 4239-4244 (2000)

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  • [文献書誌] E.Ogawa et al.: "Outside-in signaling of fibronectin stimulates cardiomyocyte hypertrophy in cultured neonatal rat ventricular myocytes."J.Mol.Cell.Cardiol.. 32. 765-766 (2000)

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  • [文献書誌] P-S.Gao et al.: "Variants of NOS1, NOS2, and N0S3 genes in asthmatics."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 267. 761-763 (2000)

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  • [文献書誌] N.Sawada et al.: "Inhibition of Rho-associated kinase results in suppression of neointimal formation of balloon-injured arteries."Circulation. 101. 2030-2033 (2000)

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  • [文献書誌] M.Kasahara et al.: "Ameliorated glomerular injury in mice overexpressing brain natriuretic peptide with renal ablation."J.Am.Soc.Nephrol.. 11. 1691-1701 (2000)

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  • [文献書誌] J.Yamashita et al.: "Flkl-positive cells derived from embryonic stem cells serve as vascular progenitors."Nature. 408. 92-96 (2000)

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  • [文献書誌] T-H.Chun et al.: "Oxidative stress augments secretion of endothelium-derived relaxing peptides, C-type natriuretic peptide and adrenomedullin."J.Hypertens.. 18. 575-580 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "A T-^<786>→C mutation in the 5'-flanking region of the endothelial nitric oxide synthase gene and coronary arterial vasomotility."Am.J.Cardiol.. 85. 710-714 (2000)

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  • [文献書誌] H.Chusho et al.: "Genetic models reveal that brain natriuretic peptide can signal through different tissue-specific receptor-mediated pathways."Endocrinology. 141. 3807-3813 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Miyamoto et al.: "Replication protein Al reduces transcription of the endothelial nitric oxide synthase gene containing a T-^<786>→C mutation associated with coronary spastic angina."Hum.Mol.Genet.. 9. 2629-2637 (2000)

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  • [文献書誌] K.Yahata et al.: "Molecular cloning and expression of a novel klotho-related protein."J.Mol.Med.. 78. 389-394 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "Coronary Artery Disease. "Genetic analysis of endothelial nitric oxide synthase in patients with coronary spasm.""Axel Springer Japan Publishing. 35-40 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "Association of the missense Glu298Asp variant of the endothelial nitric oxide synthase gene with severe preeclampsia."J.Soc.Gynecol.Investig.. 7. 238-241 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "Genetic risk factors for coronary artery spasm : significance of endothelial nitric oxide synthase gene T-^<786>→C and missense Glu298Asp variants."J.Invest.Med.. 48. 367-374 (2000)

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  • [文献書誌] K.Ikeda et al.: "Possible involvement of endothelin-1 in cardioprotective effects of benidipine."Hypertens.Res.. 23. 491-496 (2000)

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  • [文献書誌] S.Asai et al.: "The heart is a source of circulating cardiotrophin-1 in humans."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 279. 320-323 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura et al.: "Interaction on metabolic clearance between A-type and B-type natriuretic peptides in patients with heart failure."Metabolism. 49. 1228-1233 (2000)

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  • [文献書誌] M.Kotani et al.: "Multiple signal transduction pathways through two prostaglandin E receptor EP3 subtype isoforms expressed in human uterus."J.Clin.Endocrinol.Metab.. 85. 4315-4322 (2000)

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  • [文献書誌] K.Mori et al.: "Disruption of klotho gene causes an abnormal energy homeostasis in mice."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 278. 665-670 (2000)

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  • [文献書誌] M.Nakayama et al.: "T-^<786>→C mutation in the 5'-flanking region of the endothelial nitric oxide synthase gene is associated with myocardial infarction, especially without coronary organic stenosis."Am.J.Cardiol.. 86. 628-634 (2000)

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  • [文献書誌] K.Kuwahara et al.: "Cardiotrophin-1 phosphorylates akt and BAD, and prolongs cell survival via a PI3K-dependent pathway in cardiac myocytes."J.Mol.Cell Cardiol.. 32. 1385-94 (2000)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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