リアノジン受容体不整脈原性変異体の活性制御モデル構築と治療薬探索への応用

• 研究課題/領域番号: 15K08243
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薬理学一般
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 呉林 なごみ 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (50133335)
• 研究協力者: 村山 尚 ; 山下 富義
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: リアノジン受容体 / 不整脈 / 心臓 / カルシウム / 抗不整脈薬 / CPVT / RyR2

研究成果の概要

本計画では2型リアノジン受容体（RyR2）の様々な不整脈疾患変異体の性質を定量的に記述することにより疾患の発生機序を理解し、また治療薬開発の基盤を作る事を目指した。まず様々な疾患変異について、HEK細胞発現系を用いた機能解析と、培養心筋細胞を用いた検討を行い、gain-of-function型とloss-of-function型の催不整脈性変異を見出し報告した。特に前者では我々の機能解析法が疾患の重症度の予測と治療法の選択に有用な事を示した。さらに上述の過程で見出した小胞体Ca2+モニタリングを利用しRyR2阻害薬のスクリーニング系を構築し、新規RyR2阻害薬を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々が確立した機能解析系は疾患の重症度や治療方針の判断に有用である。不整脈治療薬に関してRyR2阻害薬が本当に抗不整脈作用を持つか未だ証明されていないため、新規のRyR2特異的な化合物の発見は不整脈の成り立ちを研究する上で学術的にも有用な発見である。またRyR2変異による不整脈疾患には現存の治療薬が効かない事が多いため、本研究により新分野の良い薬が見つかれば、不整脈を有する患者さんのQOL向上に役立つと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient high-throughput screening by ER Ca2+measurement to identify inhibitors of ryanodine receptor Ca2+-release channels (2018)
  • 著者名/発表者名: Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Ikegami-Yuasa Mari、Mori Shuichi、Suzuki Yukina、Akima Ryunosuke、Ogawa Haruo、Suzuki Junji、Kanemaru Kazunori、Oyamada Hideto、Kiuchi Yuji、Iino Masamitsu、Kagechika Hiroyuki、Sakurai Takashi
  • 雑誌名: Molecular Pharmacology 巻: - 号: 1 ページ: 722-730
  • DOI: 10.1124/mol.117.111468
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A tryptophan residue in the caffeine-binding site of the ryanodine receptor regulates Ca2+ sensitivity (2018)
  • 著者名/発表者名: Murayama Takashi、Ogawa Haruo、Kurebayashi Nagomi、Ohno Seiko、Horie Minoru、Sakurai Takashi
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 1 号: 1 ページ: 98-98
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0103-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Therapeutic potential of ghrelin and des-acyl ghrelin against chemotherapy-induced cardiotoxicity (2017)
  • 著者名/発表者名: Nonaka Miki、Kurebayashi Nagomi、Murayama Takashi、Sugihara Masami、Terawaki Kiyoshi、Shiraishi Seiji、Miyano Kanako、Hosoda Hiroshi、Kishida Shosei、Kangawa Kenji、Sakurai Takashi、Uezono Yasuhito
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 64 号: Suppl. ページ: S35-S39
  • DOI: 10.1507/endocrj.64.S35
  • NAID: 130007307943
  • ISSN: 0918-8959, 1348-4540
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A type 2 ryanodine receptor variant associated with reduced Ca2+ release and short-coupled torsade de pointe ventricular arrhythmia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujii Y, Horie M, et al.
  • 雑誌名: Heart Rhythm 巻: 14 号: 1 ページ: 98-107
  • DOI: 10.1016/j.hrthm.2016.10.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Extensive Ca2+ leak through K4750Q cardiac ryanodine receptors caused by cytosolic and luminal Ca2+ hypersensitivity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Uehara A, Horie M, et al.
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 巻: 149 号: 2 ページ: 199-218
  • DOI: 10.1085/jgp.201611624
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genotype-phenotype correlations of malignant hyperthermia and central core disease mutations in the central region of the RYR1 channel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murayama, T., Kurebayashi, N., Ogawa, H., Yamazawa, T., Oyamada, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Oguchi, K., Iino, M. and Sakurai, T.
  • 雑誌名: Hum Mutat. 巻: 37 号: 11 ページ: 1231-1241
  • DOI: 10.1002/humu.23072
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor determines intracellular Ca2+ concentration in Trypanosoma cruzi throughout its life cycle (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M, Doi M, Kurebayashi N, Furukawa K, Hirawake-Mogi H, Ohmiya Y, Sakurai T, Mita T, Mikoshiba K, Nara T.
  • 雑誌名: FEBS Open Bio. 巻: 6(12) 号: 12 ページ: 1178-1185
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12126
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Divergent Activity Profiles of Type 1 Ryanodine Receptor Channels Carrying Malignant Hyperthermia and Central Core Disease Mutations in the Amino-Terminal Region. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murayama T, Kurebayashi N, Yamazawa T, Oyamada H, Suzuki J, Kanemaru K, Oguchi K, Iino M, Sakurai T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 6 ページ: e0130606-e0130606
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0130606
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A dominant negative form of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor induces metacyclogenesis and increases mitochondrial density in Trypanosoma cruzi. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M, Nara T, Enomoto M, Kurebayashi N, Yoshida M, Sakurai T, Mita T, Mikoshiba K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 466 号: 3 ページ: 475-480
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.09.053
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Mechanism and therapeutic strategies for arrhythmogenic diseases caused by RyR2 mutations (2019)
  • 著者名/発表者名: 呉林なごみ
  • 学会等名: FAOPS2019（第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会）
  • 国際学会
• [学会発表] Arrhythmias caused by abnormal Ca2+ homeostasis and the treatment strategies (2019)
  • 著者名/発表者名: 呉林なごみ
  • 学会等名: 第92回 日本薬理学会年会
• [学会発表] Ryanodine receptor Ca2+ release channels and cardiac arrhythmia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi, N
  • 学会等名: 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Regulation of Store Ca2+ Level in HEK293 Cells Expressing Type 2 Ryanodine Receptor (RyR2) with CPVT Mutations. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi N, Murayama T, Ohta R, Yamashita F, Suzuki J, Kanemaru K, Iino M, and Sakurai T.
  • 学会等名: 62th Biophysical Society Annual Meeting, USA
  • 国際学会
• [学会発表] 2型リアノジン受容体と心疾患 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呉林なごみ
  • 学会等名: 日本筋学会 第4回学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Divergent effects of disease-linked mutations in RyR2 on Ca2+ dynamics in cardiac and non-cardiac cells (2018)
  • 著者名/発表者名: 呉林なごみ
  • 学会等名: 第95回 日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] High Throughput Screening of Type 2 Ryanodine Receptor Inhibitors by Monitoring Endoplasmic Reticulum Ca2+ (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura M, Kurebayashi N, Murayama T, Mori S, Ishigami-Yuasa M, Kagechika H, Suzuki J, Kanemaru K, Iino M & Sakurai T.
  • 学会等名: 62nd Biophysical Society Annual Meeting (USA)
• [学会発表] Regulation of Store Ca2+ Level in HEK293 Cells Expressing Type 2 Ryanodine Receptor (RyR2) with CPVT Mutations. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi N, Murayama T, Ohta R, Yamashita F, Suzuki J, Kanemaru K, Iino M & Sakurai T.
  • 学会等名: 62nd Biophysical Society Annual Meeting (USA)
• [学会発表] 疾患変異を有するRyR2が引き起こす細胞内Ca2+動態の変調. (2017)
  • 著者名/発表者名: 呉林なごみ, 尚 村, 哲翁直之, 太田亮作, 山下富義, 鈴木純二, 金丸和典, 飯野正光, 黒川洵子, a櫻井隆
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 心筋由来培養心筋細胞のCa2+シグナリングにおける特発性心室細動（IVF)およびQT延長症候群（LQTS)変異RyR2の効果. (2017)
  • 著者名/発表者名: 哲翁直之, 呉林なごみ, 村山尚, 黒川洵子, 櫻井隆.
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] EFFECTS OF EXPRESSION LEVELS OF WT AND MUTANT RYR2 ON CA2+ HOMEOSTASIS IN HEK CELLS. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi N, Murayama T, Suzuki J, Kanemaru K, Iino M, Sakurai T.
  • 学会等名: 61th Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans, LO, USA
  • 年月日: 2017-02-11
• [学会発表] MODULATION OF CA2+ SIGNALING IN HL-1 CARDIOMYOCYTES BY ARRHYTHMOGENIC RYR2 MUTANTS. (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Tetsuo, Nagomi Kurebayashi, Takashi Murayama, Takashi Sakurai
  • 学会等名: 61th Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans, LO, USA
  • 年月日: 2017-02-11
• [学会発表] Effects of CICR activity and expression levels of RyR2 on Ca2+ homeostasis in HEK293 cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi N, Murayama T, Tetsuo N, Ohta R, Yamashita F, Suzuki J, Kanemaru K, Iino M & Sakurai T.
  • 学会等名: Calcium Binding Protein Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 小胞体Ca2+モニタリングによるRyR2抑制薬および活性化薬の探索. (2017)
  • 著者名/発表者名: 呉林なごみ, 村山尚, 田村真衣, 哲翁直之, 湯浅磨里, 森修一, 影近弘之, 鈴木純二, 金丸和典, 飯野正光 & 櫻井隆
  • 学会等名: 第27回日本循環薬理学会
• [学会発表] 心室性不整脈誘発性RyR2変異体の疾患別Ca2+遊離特性. (2016)
  • 著者名/発表者名: 呉林なごみ, 村山尚, 太田亮作, 山下冨義, 鈴木純二, 金丸和典, 飯野正光, 櫻井隆.
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 不整脈原性RyR2変異のCa2+遊離特性―カテコラミン誘発性多型性心室頻拍（CPVT）変異と特発性心室細動（I-VF）変異の比較― (2016)
  • 著者名/発表者名: 呉林なごみ, 村山尚, 太田亮作, 山下冨義, 鈴木純二, 金丸和典, 飯野正光, 櫻井隆.
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] Characterization of ca2+-induced ca2+ release via ryr2 carrying arrhythmogenic mutations (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi N, Murayama T, Suzuki J, Kanemaru K, Iino M, Sakurai T.
  • 学会等名: 60th Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
  • 年月日: 2016-02-29
• [学会発表] Contribution of Calcium-Induced Calcium Release to Calcium Homeostasis in Cells Expressing RyR2 with Disease-Associated Mutations,. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi N.
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Muscle: Excitation-contraction coupling
  • 発表場所: Sunday River, ME, USA
  • 年月日: 2015-05-31
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 順天堂大学大学院 細胞・分子薬理学
  • URL: http://pharmacology.sakura.ne.jp/index.html
• [備考] 順天堂大学医学部薬理学 順天堂大学大学院細胞分子・薬理
  • URL: http://pharmacology.sakura.ne.jp/index.html
• [備考] 順天堂大学大学院 細胞・分子薬理 トップページ
  • URL: http://pharmacology.sakura.ne.jp/
• [備考] 順天堂大学大学院 細胞・分子薬理学 トップページ
  • URL: http://pharmacology.sakura.ne.jp/index.html
• [産業財産権] リアノジン受容体阻害薬 (2018)
  • 発明者名: 影近弘之、國廣なごみ、村山尚、森修一、湯浅磨里
  • 権利者名: 学校法人順天堂、国立大学法人東京医科歯科大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
  • 外国
• [産業財産権] リアノジン受容体阻害薬 (2017)
  • 発明者名: 村山尚、国広なごみ、影近弘之、森修一、湯浅磨里
  • 権利者名: 村山尚、国広なごみ、影近弘之、森修一、湯浅磨里
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-205935
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] Ca2+誘発性Ca2+遊離活性抑制剤のスクリーニング方法 (2016)
  • 発明者名: 村山尚, 國廣なごみ
  • 権利者名: 村山尚, 國廣なごみ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-113147
  • 出願年月日: 2016-06-07