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PKG1αロイシンジッパーを介した動態制御の解明と心不全治療の応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K09583
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 循環器内科学
研究機関熊本大学

研究代表者

中村 太志  熊本大学, 病院, 准教授 (60582947)

研究分担者 泉家 康宏  熊本大学, 病院, 非常勤診療医師 (10515414)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードプロテインキナーゼG / 心不全 / システインレドックス / サイクリックGMPシグナルの層別化 / 病的心肥大 / レドックス / PKG / システイン酸化 / サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ / レドックス制御 / 心肥大
研究成果の概要

本研究は、PKG1αの特異的なシステイン(C42)酸化を介す細胞内局在化と基質相互作用変化の分子機序およびその意義について解析した。ジスルフィド酸化型は、PKG1αの疎水性変化に関わり、リン酸化機序によりホスホジエステラーゼ5阻害薬の反応性を制御することがわかった。また、チュベリン(TSC2)上に同定したPKGリン酸化部位がTSC2を正に制御し、病的肥大を抑制する新規経路を共同で報告し、同リン酸化部位がC42酸化により抑制されるレドックス依存性mTORC1シグナルを明らかにした。本研究の遂行により、サイクリックGMPシグナルの層別化と心不全治療におけるPKG1αの標的有用性を示すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞内サイクリックGMPとプロテインキナーゼ(PKG1α)の活性化は、超高齢社会で蔓延する心不全の治療標的として期待されている。本研究は、活性レベルとは独立し、PKG1αの機能を制御することがわかってきた特異的なシステインレドックス調節機構に焦点をあてた研究であり、C42酸化による細胞内局在化と基質相互作用変化の分子機序の解明により、その標的有用性と治療応用としての発展性を示すトランスレーショナルな臨床的意義の高い研究である。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Johns Hopkins Medical Institutions/Division of Cardiology(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Johns Hopkins Medical Institutions/Division of Cardiology(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ジョンズ・ホプキンス大学医学研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Current trends and future perspectives for heart failure treatment leveraging cGMP modifiers and the practical effector PKG2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Taishi、Tsujita Kenichi
    • 雑誌名

      Journal of Cardiology

      巻: in press 号: 4 ページ: 261-268

    • DOI

      10.1016/j.jjcc.2021.03.004

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] PKG1α Cysteine-42 Redox State Controls mTORC1 Activation in Pathological Cardiac Hypertrophy2020

    • 著者名/発表者名
      Oeing Christian U.、Nakamura Taishi、Pan Shi、Mishra Sumita、Dunkerly-Eyring Brittany L.、Kokkonen-Simon Kristen M.、Lin Brian L.、Chen Anna、Zhu Guangshuo、Bedja Djahida、Lee Dong Ik.、Kass David A.、Ranek Mark J.
    • 雑誌名

      Circulation Research

      巻: 127 号: 4 ページ: 522-533

    • DOI

      10.1161/circresaha.119.315714

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] PKG-mediated TSC2 regulates mTORC1 activity to counter adverse cardiac stress.2019

    • 著者名/発表者名
      Ranek MJ, Kokkonen-Simon KM, Holewinski R, Lee DI, Chen A, Vera MP, Dunkerly-Eyring B, Patel C, Nakamura T, Zhu G, Bedja D, Sasaki M, Van Eyk J, Oeing C, Powel J, Kass DA.
    • 雑誌名

      Nature.

      巻: 566 号: 7743 ページ: 264-269

    • DOI

      10.1038/s41586-019-0895-y

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Prevention of PKG-1α Oxidation Suppresses Antihypertrophic/Antifibrotic Effects From PDE5 Inhibition but not sGC Stimulation.2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T, Zhu G, Ranek MJ, Kokkonen-Simon K, Zhang M, Kim GE, Tsujita K, Kass DA
    • 雑誌名

      Circ Heart Fail.

      巻: Mar 号: 3 ページ: 11-13

    • DOI

      10.1161/circheartfailure.117.004740

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Marked disparity of microRNA modulation by cGMP-selective PDE5 versus PDE9 inhibitors in heart disease.2018

    • 著者名/発表者名
      Kokkonen-Simon KM, Saberi A, Nakamura T, Ranek MJ, Zhu G, Bedja D, Kuhn M, Halushka MK, Lee DI, Kass DA.
    • 雑誌名

      JCI Insight.

      巻: 3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Single Cysteine Redox Sensor in PKG1α Controls Salt Sensitivity through Renal Sympathetic Nerve Activity2020

    • 著者名/発表者名
      Taishi Nakamura, Nobuyuki Tokunaga, Shokei Kim-Mitsuyama, Kenichi Tsujita
    • 学会等名
      JCS2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] HFpEFをどのように考え、アプローチするか(基礎)2020

    • 著者名/発表者名
      中村太志、辻田賢一
    • 学会等名
      第24回日本心不全学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] PKG1αの特異的なシステイン酸化による二量体化は腎交感神経を介し食塩感受性を誘導する2019

    • 著者名/発表者名
      中村太志, 徳永信行, 長谷川雄, 光山勝慶, 宇宿功市郎, 辻田賢一
    • 学会等名
      第19回日本NO学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プロテインキナーゼG(PKG) 1αのジスルフィド二量体化の予防は、腎交感神経を介して食塩感受性を緩和し心腎血管連関における有用な治療戦略である2019

    • 著者名/発表者名
      中村太志, 徳永信行, 長谷川雄, 光山勝慶, 宇宿功市郎, 辻田賢一
    • 学会等名
      第42回日本高血圧学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] サイクリックGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG1α)の酸化は心臓交感神経系を介し、食塩感受性高血圧を惹起する2019

    • 著者名/発表者名
      徳永信行, 中村太志, 山本英一郎, 光山勝慶, 辻田賢一
    • 学会等名
      第42回日本高血圧学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The Oxidation of Cyclic GMP-dependent Protein Kinase-1α Induced Salt Sensitive Hypertension through Activated Sympathetic Nervous System.2019

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga N, Nakamura T, Tsujita K
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single Cysteine Redox in PKG1α Controls Salt Sensitivity through Sympathetic Nervous System.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T, Tokunaga N, Mitsuyama S, Tsujita K.
    • 学会等名
      The 83rd Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pharmacological Cyclic GMP Intervention and the Disparate MicroRNA Modulations in Heart Disease.2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T.
    • 学会等名
      The 10th Annual International Congress of Cardiology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PKG1α Disulfide Formation in the Stressed Heart -Differential Efficacy from cGMP Modulators-2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T, Tsujita K, Kass DA
    • 学会等名
      The 1st JCS Council Forum on Basic CardioVascular Research
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] PKG1α disulfide formation by oxidation facilitates anti-hypertrophic/anti-fibrotic effects from PDE5 inhibition but not sGC activation2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T, Kass DA, Tsujita K
    • 学会等名
      The 82nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] PKG1α oxidation is required for cardiac anti-hypertrophic/fibrotic effects from PDE5 inhibition but not soluble guanylate cyclase activation.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T, Zhu G, Ranek MJ, Tsujita K, Kass DA
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] kass lab

    • URL

      https://kasslab.johnshopkins.edu

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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