BMPR2遺伝子改変ラットを用いた肺高血圧血管病変形成機序の解明

• 研究課題/領域番号: 17K10140
• 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: 小児科学
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 澤田 博文 三重大学, 医学系研究科, 講師 (30362354)
• 研究分担者: 丸山 一男 三重大学, 医学系研究科, 教授 (20181828) ; 三谷 義英 三重大学, 医学部附属病院, 准教授 (60273380)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 肺高血圧 / 動物モデル / 遺伝子変異 / 肺動脈性肺高血圧 / ゲノム編集 / ラット / ラットモデル / 遺伝子改変動物

研究成果の概要

骨形成因子２型受容体（BMPR2）変異は、肺動脈性肺高血圧の主要な遺伝的危険因子である。BMPR２変異保有患者は、予後が不良であるが、機序は不明である。マウスの肺高血圧（PH）モデルでは、高度のPH作成は困難であったが、近年ゲノム編集により、容易にラットの遺伝子操作が可能となり、進行性ラットPHモデルを用い検討が可能となった。BMPR2遺伝子変異ラットでは、BMPR２遺伝子に１塩基挿入によるミスセンス変異が確認された。変異ラットのPHは早期には野生型と同等であったが、変異ラットの生存率は低かった。ゲノム編集により、BMPR２変異の意義をPHの発症初期から進行期まで縦断的に検討が可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

肺動脈性高血圧は予後不良疾患であり、小児においても主な死亡の原因である。原因としてBMPR２遺伝子の変異があげられ、同遺伝子変異保有患者は、重症となるとされる。しかし、肺動脈性高血圧における、BMPR２の意義は完全には理解されておらず、BMPR２変異保有患者が、より重症のPAHに進展する機序は不明である。ＢＭＰＲ２変異マウスを用いた研究では、ヒトと同様の病変や進行性の病態を評価することは困難であったが、最近、ゲノム編集技術の開発により、BMPR２変異ラットを用いた研究が可能となり、本研究では、最新のゲノム編集技術であるCRISPR/Cas9による変異導入ラットを用いた世界初の知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Detection of Pediatric Pulmonary Arterial Hypertension by School Electrocardiography Mass Screening (2019)
  • 著者名/発表者名: Sawada H, Mitani Y, Nakayama T, Fukushima H, Kogaki S, Igarashi T, Ichida F, Ono Y, Nakanishi T, Doi S, Ishikawa S, Matsushima M, Yamada O, Saji T
  • 雑誌名: Am J Respir Crit Care Med 巻: 199 ページ: 1397-1406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emergence and Characterization of Acute Coronary Syndrome in Adults After Confirmed or Missed History of Kawasaki Disease in Japan: A Japanese Nationwide Survey. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitani Y, Tsuda E, Kato H, Higaki T, Fujiwara M, Ogawa S, Satoh F, Nakamura Y, Takahashi K, Ayusawa M,Kobayashi T, Ichida F, Matsushima M, Kamada M, Suda K,Ohashi H, Sawada H, Komatsu T, Waki K, Shinoda M, Tsunoda R, Yokoi H, Hamaoka K.
  • 雑誌名: Front Pediatr. 巻: 7 ページ: 275-275
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ALK-1/SMAD/ATOH8 axis protects against hypoxia and development of pulmonary arterial hypertension (2019)
  • 著者名/発表者名: Morikawa M, Mitani Y, Holmborn K, Kato T, Koinuma D, Maruyama J, Vasilaki E, Sawada H, Kobayashi M, Ozawa T, Morishita T, Bessho Y, Maeda S, Ledin J, Aburatani H, Kageyama R, Maruyama K, Heldin C-H, and Miyazono K.
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 12
  • 査読あり
• [雑誌論文] 総説 肺高血圧の基礎研究：小児肺高血圧に関連の深い実験モデル： -肺動脈性肺高血圧・気管支肺異形成・先天性横隔膜ヘルニア (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤田博文
  • 雑誌名: 小児循環器学会雑誌 巻: 35 ページ: 99-111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endogenous and Inhaled Nitric Oxide for the Treatment of Pulmonary Hypertension (2019)
  • 著者名/発表者名: Maruyama Kazuo、Maruyama Junko、Sawada Hirofumi
  • 雑誌名: IntechOpen 巻: 1 ページ: 89381-89381
  • 査読あり
• [雑誌論文] 肺高血圧の基礎研究：小児肺高血圧に関連の深い実験モデル： -肺動脈性肺高血圧・気管支肺異形成・先天性横隔膜ヘルニア - (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤田 博文
  • 雑誌名: 日本小児循環器学会雑誌 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guidelines for Heart Disease Screening in Schools (JCS 2016/JSPCCS 2016) ― Digest Version ― (2018)
  • 著者名/発表者名: umitomo N, Baba R, Doi S, Higaki T, Horie M, Nagashima M, Niwa K, Ogawa S, Okumura K, Tsutsui H (et al. )
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 82 号: 9 ページ: 2385-2444
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-66-0153
  • NAID: 130007438850
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 年月日: 2018-08-24
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of Pediatric Pulmonary Arterial Hypertension by School Electrocardiography Mass Screening (2018)
  • 著者名/発表者名: Sawada Hirofumi、Mitani Yoshihide、Nakayama Tomotaka、Fukushima Hiroyuki、Kogaki Shigetoyo、Igarashi Takehiro、Ichida Fukiko、Ono Yasuo、Nakanishi Toshio、Doi Shozaburo、Ishikawa Shiro、Matsushima Masaki、Yamada Osamu、Saji Tsutomu
  • 雑誌名: American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 巻: 印刷中 号: 11 ページ: 1397-1406
  • DOI: 10.1164/rccm.201802-0375oc
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Inhaled Iloprost Added-On to Nitric Oxide Rescues a Neonate with Severe Congenital Diaphragmatic Hernia without Using Extracorporeal Membrane Oxygenation (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitamura S, Sawada H, Mitani Y, Ohashi H, Yodoya N, Ooya K, Matsushita K, Koike Y, Otake K, Inoue M, Uchida K, Maruyama K and Hirayama M
  • 学会等名: American Thoracic Society International Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Role of BMPR2 Mutation in Monocrotaline-induced Pulmonary Hypertension: Analysis Using Rats with a Crispr/Cas9-induced Truncating BMPR2 mutation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kabwe JC, Sawada H, Mitani Y, Oshita H, Zhang E, Maruyama J, Hirayama M, Maruyama K
  • 学会等名: Japanese Circulation Society
  • 国際学会
• [学会発表] erinatal Hypoxia Aggravates Occlusive Pulmonary Vasculopathy in the Adolescent Rats: Establishment of a Fatal Sugen/hypoxia Model and Its Molecular Basis (2019)
  • 著者名/発表者名: Hironori Oshita,Hirofumi Sawada,Yoshihide Mitani,Jane Kabwe,Noriko Yodoya,Naoki Tsuboya,Kazunobu Ohya,Hiroyuki Ohashi,Kazuo Maruyama,Masahiro Hirayama.
  • 学会等名: American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] Quantitative Analysis of Chest X-Ray Using Deep Learning to Predict Pulmonary to Systemic Flow Ratio in Patients With Congenital Heart Disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Toba,Yoshihide Mitani,Hiroyuki Ohashi,Hirofumi Sawada,Noriko Yodoya,Hidetoshi Hayakawa,Masahiro Hirayama,Ayano Futsuki,Naok iYamamoto,Hisato Ito,Takeshi Konuma,Hideto Shimpo,Motoshi Takao
  • 学会等名: American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] 周産期・新生児期の病態に起因する肺高血圧へのアプローチ -多領域連携の重要性・必要性- (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤田博文、三谷義英、淀谷典子、大橋啓之、大矢和伸、坪谷尚季、北村創矢、早川豪俊、丸山一男、平山雅浩
  • 学会等名: 第55回日本小児循環器学会
  • 招待講演
• [学会発表] 閉塞性肺血管病変の退縮に向けた実験的アプローチ (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤田博文
  • 学会等名: 1st Japan PAH Frontier Summit
  • 招待講演
• [学会発表] Role of BMPR2 Mutation in Monocrotaline-induced Pulmonary Hypertension: Analysis Using Rats with a Crispr/Cas9-induced Truncating BMPR2 mutation (2019)
  • 著者名/発表者名: Jane Kabwe, Hirofumi Sawada, Yoshihide Mitani, Hironori Oshita, Erquan Zhang, Junko Maruyama, Masahiro Hirayama, Kazuo Maruyama
  • 学会等名: Japanese Circulation Society
  • 国際学会
• [学会発表] 新規PAH治療標的開発に向けた肺トランスクリプトーム解析の利用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 澤田博文、三谷義英、大下裕法、篠原務、Jane C. Kabwe、淀谷典子、大橋啓之、西村有平、丸山一男、平山雅浩
  • 学会等名: 日本小児循環器学会・学術集会
  • 招待講演