特殊心筋細胞の誘導に特化したダイレクトリプログラミング法の開発と再生医療への応用

• 研究課題/領域番号: 17H07258
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 循環器内科学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 中尾 周 立命館大学, 生命科学部, 助教 (30646956)
• 研究期間 (年度): 2017-08-25 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 循環器 / 再生医学 / 不整脈 / 刺激伝導系 / リプログラミング / 分子生物学 / 疾患モデル / 心臓刺激伝導系 / イオンチャネル / 転写制御

研究実績の概要

本研究では、徐脈性不整脈に対する新たな再生医療の開発を目指して、より成熟した細胞に誘導可能な直接的リプログラミング技術によって、心臓ペースメーカー細胞を体細胞から高効率に形質転換できる方法の確立を目指している。平成29年度では、在籍施設において運動誘発性徐脈モデルマウスの作製法を確立し、電気生理学的解析法をセットアップするとともに、網羅的遺伝子発現解析のための心臓ペースメーカー組織サンプルの品質最適化に成功した。同時に、これまでの研究で見出された徐脈誘発因子ならびにペースメーカー組織発生に重要な転写因子について発現ウイルスベクターを作製した。ペースメーカー組織で蛍光タンパク質を発現するレポーターマウスを導入し、その蛍光イメージングのための環境設定を済ませた。現時点では、マウス線維芽細胞を用いた形質転換実験を進めるとともに、心不全モデルマウスに生じる不整脈を解析している。また、徐脈発生の原因となるマイクロRNAについても導入候補因子として発現ベクターを作成する。平成30年度は本研究の一部を平成30年度～平成32年度の若手研究に引継ぎ、運動モデルマウスの心臓ペースメーカー組織における網羅的遺伝子発現解析の結果に基づき、ペースメーカー細胞の誘導因子を見出していくとともに、心臓ペースメーカー組織の再生にかかわる新規因子の探索を継続する。関連する研究成果は、D'Souza et al. Circ Res 2018;121:1058-68、Boyett et al. J Appl Phyiol (1985) 2018 (epub ahead of print)に掲載されるとともに, 38th Annual Scientific Sessions HRS、EHRA Europace 2017、第3回国際心血管薬物療法学会・日本部会、第110回近畿生理学談話会、第40回日本分子生物学会年会、第107回日本獣医循環器学会、第82回日本循環器学会学術集会、第95回日本生理学会大会で報告した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Division of Cardiovascular Sciences/Faculty of Biology, Medicine and Health/University of Manchester(英国)
• [国際共同研究] Departement de Physiologie/Institut de Genomique Fonctionnelle/Universite de Montpellier(フランス)
• [雑誌論文] Serum/glucocorticoid-regulated kinase 1 as a novel transcriptional target of bone morphogenetic protein-ALK1 receptor signaling in vascular endothelial cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Araki M, Hisamitsu T, Kinugasa-Katayama Y, Tanaka T, Harada Y, Nakao S, Hanada S, Ishii S, Fujita M, Kawamura T, Saito Y, Nishiyama K, Watanabe Y, Nakagawa O.
  • 雑誌名: Angiogenesis 巻: 21 号: 2 ページ: 415-423
  • DOI: 10.1007/s10456-018-9605-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Overexpression of heart-specific small subunit of myosin light chain phosphatase results in heart failure and conduction disturbance (2018)
  • 著者名/発表者名: Arimura Takuro、Muchir Antoine、Kuwahara Masayoshi、Morimoto Sachio、Ishikawa Taisuke、Du Cheng-Kun、Zhan Dong-Yun、Nakao Shu、Machida Noboru、Tanaka Ryo、Yamane Yoshihisa、Hayashi Takeharu、Kimura Akinori
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 巻: epub 号: 6 ページ: H1192-H1202
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00696.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Targeting miR-423-5p reverses exercise training-induced HCN4 channel remodeling and sinus bradycardia (2017)
  • 著者名/発表者名: D’Souza A、Pearman CM、Wang Y、Nakao S、Logantha SJRJ、Cox C、Bennett H、Zhang Y、Johnsen AB、Linscheid N、Poulsen PC、Elliott J、Coulson J、McPhee J、Robertson A、da Costa MPA、Kitmitto A、Wisloff U、Cartwright EJ、Monfredi O、Lundby A、Dobrzynski H、Oceandy D、Morris GM.、Boyett MR
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: 121 号: 9 ページ: 1058-1068
  • DOI: 10.1161/circresaha.117.311607
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exercise training-induced bradycardia is caused by changes in intrinsic sinus node function (2017)
  • 著者名/発表者名: Boyett Mark R.、Wang Yanwen、Nakao Shu、Ariyaratnam Jonathan、Hart George、Monfredi Oliver、D'Souza Alicia、Billman George E.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: epub ページ: jap.00268.2017-jap.00268.2017
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00268.2017
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Molecular basisi of heart block in chronic endurance exercise (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakao S, D'Souza A, Logantha SJRJ, Merisca P, Zi M, Cox C, Kawamura T, Cartwright E, Mangoni ME, Dobrzynski H, Boyett MR
  • 学会等名: 第82回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Ion channel remodeling underlies atrioventricular block induced by long-term training. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakao S, D'Souza A, Wang Y, Zi M, Cox C, Cartwright E, Dobrzynski H, Boyett MR
  • 学会等名: Heart Rhythm 2017: 38th Annual Scientific Sessions
  • 国際学会
• [学会発表] Chronic endurance exercise induces ion channel remodelling and dysfunction of the atrioventricular node (2017)
  • 著者名/発表者名: D'Souza A, Nakao S, Min Z, Monfredi OJ, Wang Y, Cox C, Gill E, Cartwright EJ, Dobrzynski H, Boyett MR
  • 学会等名: EHRA Europace Cardiostim 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 運動誘発性房室ブロックの分子基盤：刺激伝導系のイオンチャネルリモデリング (2017)
  • 著者名/発表者名: 中尾 周、Alicia D’Souza、Yanwen Wang、Min Zi、Charlotte Cox、Elizabeth Cartwright、Halina Dobrzynski、Mark R Boyett
  • 学会等名: 第3回国際心血管薬物療法学会・日本部会
• [学会発表] 運動誘発性徐脈性不整脈の分子基盤：水泳モデルマウスにおける心臓刺激伝導系の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中尾 周、D’Souza A、Wang Y、Masirca P、Zi M、Cox C、Cartwright E、Mangoni M、Dobrzynski H、Boyett MR
  • 学会等名: 第110回近畿生理学談話会
• [備考] 立命館大学研究者学術情報データベース
  • URL: http://research-db.ritsumei.ac.jp/Profiles/134/0013394/profile.html