拡張相肥大型心筋症の分子基盤に介入する治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 19K08489
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53020:循環器内科学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 肥後 修一朗 大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (00604034)
• 研究分担者: 彦惣 俊吾 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (30423164)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019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: 肥大型心筋症 / 疾患iPS細胞 / ゲノム編集

研究開始時の研究の概要

肥大型心筋症は、心筋の肥大及び拡張能の低下を来す疾患であり、多くの症例において遺伝子変異を認める。一部の症例は進行性の心室内腔の拡大、収縮力低下を来し、拡張相肥大型心筋症と診断され、致死性不整脈の罹患率が高く、予後が不良であることが明らかとなっている。本研究は、重症心不全を呈した拡張相肥大型心筋症症例を対象とし、疾患iPS細胞技術にゲノム編集技術を組み合わせ、拡張相肥大型心筋症のアップストリームに存在する分子基盤異常を解明し、分子基盤異常そのものに直接介入・是正する治療法を開発することを目的とする。

研究成果の概要

ヘテロ接合型TNNT2Δ160E変異が同定された拡張相肥大型心筋症症例よりiPS細胞を樹立し、Δ160E変異を正常に修復、あるいはホモ接合型にΔ160E変異を導入したアイソジェニックiPS細胞を作成した。分化心筋を用いて解析したところ、Δ160E変異はサルコメア局所でのカルシウム濃度の減衰時間を延長させ、拡張速度を低下、弛緩時間を延長させた。Δ160E変異は異常電位を惹起し、NFATc1の核内移行、心筋肥大、CaMKIIδ・ホスホランバンリン酸化の亢進を来した。エピガロカテキンガレートをΔ160E心筋に投与したところ、カルシウム濃度減衰時間を短縮させ、拡張機能を改善させることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の心筋症診療では、「心筋症」と診断された症例に対して、合併する心不全や不整脈に対する対症的な薬物療法が施されているのが現状です。ゲノム遺伝子解析によるTNNT2(トロポニンT)Δ160E遺伝子変異の同定と、精密に遺伝子を改変したモデル心筋細胞を用いた病態の再現、治療概念の実証は、トロポニン心筋症に対する個別化医療の確立につながりえると考えられます。

研究成果

• [雑誌論文] Phospholamban p.Arg14del Cardiomyopathy: A Japanese Case Series (2022)
  • 著者名/発表者名: Tabata Tomoka、Kuramoto Yuki、Ohtani Tomohito、Miyawaki Hiroshi、Miyashita Yohei、Sera Fusako、Kioka Hidetaka、Higo Shuichiro、Asano Yoshihiro、Hikoso Shungo、Sakata Yasushi
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 61 号: 13 ページ: 1987-1993
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.8594-21
  • NAID: 130008130223
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • 年月日: 2022-07-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling reduced contractility and impaired desmosome assembly due to plakophilin-2 deficiency using isogenic iPS cell-derived cardiomyocytes (2022)
  • 著者名/発表者名: Inoue Hiroyuki、Nakamura Satoki、Higo Shuichiro、Shiba Mikio、Kohama Yasuaki、Kondo Takumi、Kameda Satoshi、Tabata Tomoka、Okuno Shota、Ikeda Yoshihiko、Li Junjun、Liu Li、Yamazaki Satoru、Takeda Maki、Ito Emiko、Takashima Seiji、Miyagawa Shigeru、Sawa Yoshiki、Hikoso Shungo、Sakata Yasushi
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 17 号: 2 ページ: 337-351
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.12.016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome Editing in Human Induced Pluripotent Stem Cells (hiPSCs) (2021)
  • 著者名/発表者名: Higo Shuichiro、Hikoso Shungo、Miyagawa Shigeru、Sakata Yasushi
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: - ページ: 235-245
  • DOI: 10.1007/978-1-0716-1484-6_21
  • ISBN: 9781071614839, 9781071614846
• [雑誌論文] Phenotypic recapitulation and correction of desmoglein-2-deficient cardiomyopathy using human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiba Mikio、Higo Shuichiro、Kondo Takumi、Li Junjun、Liu Li、Ikeda Yoshihiko、Kohama Yasuaki、Kameda Satoshi、Tabata Tomoka、Inoue Hiroyuki、Nakamura Satoki、Takeda Maki、Ito Emiko、Takashima Seiji、Miyagawa Shigeru、Sawa Yoshiki、Hikoso Shungo、Sakata Yasushi
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 30 号: 15 ページ: 1384-1397
  • DOI: 10.1093/hmg/ddab127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adeno-associated virus-mediated gene delivery promotes S-phase entry-independent precise targeted integration in cardiomyocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Kohama Yasuaki、Higo Shuichiro、Masumura Yuki、Shiba Mikio、Kondo Takumi、Ishizu Takamaru、Higo Tomoaki、Nakamura Satoki、Kameda Satoshi、Tabata Tomoka、Inoue Hiroyuki、Motooka Daisuke、Okuzaki Daisuke、Takashima Seiji、Miyagawa Shigeru、Sawa Yoshiki、Hikoso Shungo、Sakata Yasushi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 15348-15348
  • DOI: 10.1038/s41598-020-72216-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Activation of DNA Damage Response and Cellular Senescence in Cardiac Fibroblasts Limit Cardiac Fibrosis After Myocardial Infarction (2019)
  • 著者名/発表者名: Shibamoto Masato、Higo Tomoaki、Naito Atsuhiko T.、Nakagawa Akito、Sumida Tomokazu、Okada Katsuki、Sakai Taku、Kuramoto Yuki、Yamaguchi Toshihiro、Ito Masamichi、Masumura Yuki、Higo Shuichirou、Lee Jong-Kook、Hikoso Shungo、Komuro Issei、Sakata Yasushi
  • 雑誌名: International Heart Journal 巻: 60 号: 4 ページ: 944-957
  • DOI: 10.1536/ihj.18-701
  • NAID: 130007684141
  • ISSN: 1349-2365, 1349-3299
  • 年月日: 2019-07-30
  • 査読あり
• [学会発表] Modeling Reduced Contractility and Impaired Desmosome Assembly due to Plakophilin-2 Deficiency using Isogenic iPS Cell-Derived Cardiomyocytes (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Inoue,Satoki Nakamura,Shuichiro Higo,Mikio Shiba,Yasuaki Kohama,Takumi Kondo,Satoshi Kameda,Tomoka Tabata,Shota Okuno,Yoshihiko Ikeda,Junjun Li,Li Liu,Satoru Yamazaki,Maki Takeda,Emiko Ito,Seiji Takashima,Shigeru Miyagwa,Sawa Yoshiki,Shungo Hikoso,Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第86回 日本循環器学会学術集会 YIA (Basic Research部門）優秀賞
• [学会発表] Development of Personalized Medicine Targeting Arrhythmogenic Cardiomyopathy Concealed in Advanced Heart Failure (2022)
  • 著者名/発表者名: Shuichiro Higo
  • 学会等名: 第 86 回日本循環器学会学術集会 幹細胞・遺伝子治療・心臓再生の最前線 Cutting-edge Science in Stem Cell, Gene Therapy, and Regeneration for Cardiovascular Disease
• [学会発表] 悪性心室性頻拍と重症心不全を特徴とする 日本におけるホスホランバン p.Arg14del心筋症の臨床像 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田端 智香,藏本 勇希,大谷 朋仁,宮脇 大,宮下 洋平,世良 英子,木岡 秀隆,肥後 修一朗,朝野 仁裕,彦惣 俊吾,坂田 泰史
  • 学会等名: 第25回日本心不全学会学術集会
• [学会発表] Modeling Augmented Sarcomeric Calcium Retention and Altered Calcium Handling Pathway by TNNT2 Δ160E Mutation using Isogenic Human iPS Cell-derived Cardiomyocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Takumi Kondo,Shuichiro Higo,Mikio Shiba,Yasuaki Kohama,Satoshi Kameda,Tomoka Tabata,Hiroyuki Inoue,Shota Okuno,Maki Takeda,Yuki Kuramoto,Jong-Kook Lee,Seiji Takashima,Shigeru Miyagawa,Shungo Hikoso,Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第25回日本心不全学会学術集会YIA基礎部門優秀賞
• [学会発表] Strategies to Promote Homology-directed Repair in Post-mitotic Cardiomyocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Shuichiro Higo,Yasushi Sakata
  • 学会等名: ESC CONGRESS 2021 symposium CRISPR/Cas9 gene editing for heart disease: ready for prime time?
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 難治性心筋症に対する個別化医療 (2021)
  • 著者名/発表者名: 肥後修一朗
  • 学会等名: 第7回日本心筋症研究会 シンポジウム4「心筋症のゲノム研究最前線」
  • 招待講演
• [学会発表] トロポニンTΔ160E変異を有するアイソジェニックiPS心筋を用いた拡張相肥大型心筋症の病態解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 近藤匠巳,肥後修一朗,志波幹夫,小濱康明,亀田聡士,田端智香,井上裕之,奥野翔太,武田真季,藏本勇希,李鍾國,高島成二,宮川繁,彦惣俊吾,坂田泰史
  • 学会等名: 第7回日本心筋症研究会
• [学会発表] Development of Precision Medicine for Arrhythmogenic Cardiomyopathy using Isogenic Human Disease Model (2021)
  • 著者名/発表者名: Shuichiro Higo,Shungo Hikoso,Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第85日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Drug discovery for cardiomyopathies using disease-specific iPSCs (2020)
  • 著者名/発表者名: Shuichiro Higo,Shungo Hikoso,Shigeru Miyagawa,Yoshiki Sawa,Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第84回日本循環器学会学術集会 Modelling Cardiovascular Disease with Human iPS Cells: Current Status and Future Prospects
  • 招待講演
• [学会発表] Generation of Human Disease Model for Personalized Medicine Targeting Intractable Cardiomyopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Shuichiro Higo, Shungo Hikoso, Shigeru Miyagawa, Yoshiki Sawa, Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第84回日本循環器学会学術集会 ESC-JCS Young Researchers Session
  • 招待講演
• [学会発表] 不整脈源性右室心筋症（ARVC）を迅速に再現するヒトモデル細胞の樹立 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村 聡希,肥後 修一朗,志波 幹夫,小濱 康明,近藤 匠巳,亀田 聡士,田端 智香,井上 裕之,山崎 悟,武田 真季,高島 成二,宮川 繁,澤 芳樹,彦惣 俊吾,坂田 泰史
  • 学会等名: 第6回日本心筋症研究会
• [学会発表] Phenotypic Recapitulation and Correction of Desmoglein-2-deficient Cardiomyopathy using Human Induced Pluripotent Stem Cellderived Cardiomyocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: 志波幹夫,肥後修一朗,近藤匠巳,李俊君,劉莉,小濱康明,亀田聡士,田端智香,井上裕之,中村聡希,武田真季,池田善彦,高島成二,宮川繁,澤芳樹,彦惣俊吾,坂田泰史
  • 学会等名: 第68回日本心臓病学会
• [学会発表] ハイコンテントイメージング・数値計算ソフトウェアを用いた心筋症iPS 分化心筋におけるカルシウム動態解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田端智香,肥後修一朗,増村雄喜,志波幹夫,小濱康明,近藤匠巳,亀田聡士,井上裕之,中村聡希,高島成二,宮川繁,澤芳樹,彦惣俊吾,坂田泰史
  • 学会等名: 第6回日本心筋症研究会
• [学会発表] Adeno-associated Virus-mediated Gene Delivery Promotes S-Phase Entry-independent Homology-directed Repair in Cardiomyocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasuaki Kohama,Shuichiro Higo,Mikio Shiba,Takumi Kondo,Satoki Nakamura,Satoshi Kameda,Tomoka Tabata,Hiroyuki Inoue,Seiji Takashima,Shigeru Miyagawa,Yoshiki Sawa,Shungo Hikoso,Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第24回日本心不全学会学術集会
• [学会発表] Generation of Human Disease Model for Personalized Medicine Targeting Intractable Cardiomyopathy (2019)
  • 著者名/発表者名: Shuichiro Higo, Yuki Masumura, Shigeru Miyagawa, Shungo Hikoso and Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第36回 ISHR（国際心臓研究学会日本部会）
• [学会発表] Therapeutic and Diagnostic Application of Genome Editing for Advanced Heart (2019)
  • 著者名/発表者名: Takamaru Ishizu, Shuichiro Higo, Yuki Masumura, Shungo Hikoso, Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第3回BCVR
  • 招待講演
• [学会発表] High-content Image Analysis Combined with Genome Editing Clarifies the Role for Pkd1 as a Sarcoplasmic Reticulum Protein that Regulates Calcium Influx in Cardiomyocytes (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuki Masumura, Shuichiro Higo, Takamaru Ishizu, Yasuaki Kohama, Mikio Shiba, Takumi Kondo, Satoshi Kameda, Hiroyuki Inoue, Tomoka Tabata, Satoki Nakamura, Seiji Takashima, Shigeru Miyagawa, Shungo Hikoso, Yasushi Sakata
  • 学会等名: 第3回BCVR
• [図書] Heart View 疾患iPS細胞を用いた心筋症個別化医療へのアプローチ (2022)
  • 著者名/発表者名: 肥後 修一朗
  • 出版者: MEDICAL VIEW
• [図書] 医学のあゆみ (2021)
  • 著者名/発表者名: 肥後修一朗
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 医歯薬出版
• [産業財産権] 不整脈源性心筋症患者由来の多能性幹細胞およびその利用ならびに不整脈源性心筋症治療用医薬 (2020)
  • 発明者名: 肥後修一朗, 彦惣俊吾, 宮川繁, 澤芳樹, 坂田泰史
  • 権利者名: 肥後修一朗, 彦惣俊吾, 宮川繁, 澤芳樹, 坂田泰史
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2020-044996
  • 出願年月日: 2020