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生理的環境下におけるストレス応答による心筋細胞の細胞周期制御

研究課題

研究課題/領域番号 20H03680
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

木村 航  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (60452182)

研究分担者 升本 英利  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード心筋梗塞 / 心筋再生 / 心筋細胞 / AMPK / ストレス応答 / 細胞周期 / 酸化ストレス
研究開始時の研究の概要

哺乳類の成体の心臓では,大部分の心筋細胞が細胞周期に入る能力を持たず,そのため我々には心筋再生能がない.申請者らはこれまでに,哺乳類では生理的条件下での機械刺激ストレスおよび酸化ストレス応答が心筋細胞の細胞周期停止を誘導・維持していることを報告した.さらに,機械刺激ストレス応答経路,酸化ストレス応答経路のシグナル伝達経路の候補をそれぞれ同定してきている.そこで本研究では,機械刺激応答と酸化ストレス応答が心筋細胞の細胞周期を制御する分子メカニズムを解析する.それによって成体の心筋細胞の細胞周期再エントリーを実現し,新たな心筋再生法の確立の基盤となる知見を得ることを目標とする.

研究成果の概要

哺乳類の成体の心臓は再生能がない.一方,胎児および出生直後の新生児には心筋を再生する能力がある.我々は,マウスにおいて出生後の心筋再生能の喪失に酸化ストレス応答が重要な役割を果たすことを示してきた.そこでこのシグナル伝達経路の実体の同定と,その制御による心筋再生を目的とした研究を行った.その結果,AMPK (Adenosine 5'-monophosphate activated protein kinase)シグナルが新生仔の心筋再生能の制御に重要であ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

本研究は,哺乳類の心筋再生を制御する分子機構の一端を明らかにするものである.これらの成果をもとに,さらに研究を進めていく.具体的には,新生仔において,あるいはAMPKシグナルの上流,下流においてどのような機構がはたらき心筋再生能が喪失するかを解明し,さらにAMPK自体や上流,下流の阻害によって成体において心筋再生が誘導されるかを検討する.これらの研究により,新たな心筋再生法の開発につながる基盤的知見が得られるものと期待される.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 4件、 招待講演 20件)

  • [雑誌論文] Prolonged Myocardial Regenerative Capacity in Neonatal Opossum2022

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Chihiro、Saito Yuichi、Sakaguchi Akane、Kaneko Mari、Kiyonari Hiroshi、Xu Yuqing、Arima Yuichiro、Uosaki Hideki、Kimura Wataru
    • 雑誌名

      Circulation

      巻: 146 号: 2 ページ: 125-139

    • DOI

      10.1161/circulationaha.121.055269

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diurnal shift of mouse activity by the deficiency of an ageing-related gene <i>Lmna</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Satoshi、Yoshitane Hikari、Morimura Taiki、Kimura Wataru、Fukada Yoshitaka
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: - 号: 5 ページ: 509-518

    • DOI

      10.1093/jb/mvac015

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gene expression profiles of human cerebral organoids identify PPAR pathway and PKM2 as key markers for oxygen-glucose deprivation and reoxygenation2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Iwasa, Takeshi K. Matsui, Naohiko Iguchi, Kaoru Kinugawa, Naritaka Morikawa, Yoshihiko M. Sakaguchi, Tomo Shiota, Shinko Kobashigawa et. al.
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: - ページ: 605030-605030

    • DOI

      10.3389/fncel.2021.605030

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of Phase Separation for Cellular Redox Maintenance2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Yuichi、Kimura Wataru
    • 雑誌名

      Frontiers in Genetics

      巻: 12

    • DOI

      10.3389/fgene.2021.691946

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolic regulation of cardiac regeneration: roles of hypoxia, energy homeostasis, and mitochondrial dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Akane、Kimura Wataru
    • 雑誌名

      Current Opinion in Genetics & Development

      巻: 70 ページ: 54-60

    • DOI

      10.1016/j.gde.2021.05.009

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Interspecies comparison between eutherian and marsupial mammals identifies how cardiomyocytes adapt to switching from intrauterine to postnatal environment2022

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      第55回 日本発生生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心筋の代謝と再生をつなぐメカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      JST創発的研究支援事業「融合の場」第1回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Prolonged regenerative capacity in the neonatal opossum heart2022

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      BCVS Scientific Sessions 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類種間比較による新生仔心筋再生機構の同定2022

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      第51回日本心臓管作動物質学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス・オポッサム間比較による出生後の心筋成長スイッチング機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mammalian interspecies comparison identifies AMPK as a postnatal cardiomyocyte cell cycle regulator2022

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      CVMW2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of oxidative metabolism in the regulation of mammalian cardiac regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      The 1st International Conference of C-MARS (Cardiovascular, Metabolic, and Aging Research Symposium)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類新生仔を用いた心筋再生研究2022

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ”HIF signaling and cardiovascular diseases”2022

    • 著者名/発表者名
      木村 航
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心筋再生研究とイメージング2022

    • 著者名/発表者名
      木村 航
    • 学会等名
      第8回極みプロジェクトシンポジウム/第7回CRESTミーティング
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心筋の代謝と再生をつなぐメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      第一回神戸茶話会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 出生による心筋再生スイッチングの哺乳類種間差2021

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      第94回日本生化学会 シンポジウム1S06m「哺乳類の代謝変動による環境適応とその異常」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Metabolic Regulation of Neonatal Cardiac Regeneration2021

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      CVMW2021‐心血管代謝週間 ISHRシンポジウム1(JMCC Symposium)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Diurnal shift of mouse activity by the deficiency of an aging-related gene Lmna2021

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      Journal of Biochemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ”HIF signaling and cardiovascular diseases”2021

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心筋再生研究とイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      木村航
    • 学会等名
      第8回極みプロジェクトシンポジウム/第7回CRESTミーティング
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心筋の代謝と再生をつなぐメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      木村 航
    • 学会等名
      第一回神戸茶話会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BITC induces mitochondrial fission and cardiomyocyte proliferation.2021

    • 著者名/発表者名
      坂口 あかね、川﨑 美和、木村 航
    • 学会等名
      生理研研究会 比較統合生理学的観点からの循環生理の解析
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 出生による心筋再生スイッチングの哺乳類種間差2021

    • 著者名/発表者名
      木村 航
    • 学会等名
      第94回日本生化学会 シンポジウム1S06m「哺乳類の代謝変動による環境適応とその異常」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Metabolic Regulation of Neonatal Cardiac Regeneration2021

    • 著者名/発表者名
      木村 航
    • 学会等名
      CVMW2021‐心血管代謝週間 ISHRシンポジウム1(JMCC Symposium)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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