分子疫学的コホート研究による遺伝性心血管疾患のリスク層別化・病態解明・治療薬探索

• 研究課題/領域番号: 20H03927
• 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58020:衛生学および公衆衛生学分野関連:実験系を含む
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 藤野 陽 金沢大学, 保健学系, 教授 (40361993)
• 研究分担者: 林 研至 金沢大学, 保健学系, 准教授 (00422642) ; 野村 章洋 金沢大学, 附属病院, 特任准教授 (30707542) ; 高村 雅之 金沢大学, 医学系, 教授 (60362000) ; 朝野 仁裕 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任准教授(常勤) (60527670) ; 塚本 蔵 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (80589151) ; 中西 千明 金沢大学, 医学系, 協力研究員 (80623660) ; 多田 隼人 金沢大学, 附属病院, 助教 (90623653)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: 拡張型心筋症 / 遺伝学的検査 / 次世代シークエンサー / 肥大型心筋症 / 心不全 / 不整脈 / 遺伝性心血管疾患 / iPS由来心筋細胞 / 治療薬探索 / 登録観察研究 / 心血管イベントリスク / 疾患特異的iPS細胞 / 心血管イベント

研究開始時の研究の概要

遺伝性心血管疾患は、心不全や早発性冠動脈疾患の発症に係るため、その対策は喫緊の課題である。本研究では、遺伝性心血管疾患の分子疫学的コホート研究を遂行して、以下の３つの目的を達成する。
（１）遺伝性心血管疾患の登録観察研究を遂行し、臨床的・遺伝学的パラメーターの記録と経過追跡により、心血管イベントリスクを層別化する。
（２）次世代シークエンサーにより迅速かつ広範に遺伝子解析を施行し、変異未検出例において病因遺伝子変異を検出する。
（３）特に重要と考えられる遺伝子変異について、疾患特異的iPS細胞や遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いた機能解析を行い、病態解明や新規治療薬探索の足がかりとする。

研究成果の概要

拡張型心筋症149家系の遺伝学的検査（次世代シークエンサー）を施行し、１家系において心筋型ミオシン軽鎖キナーゼ（cMLCK）をコードするMYLK3遺伝子の変異p.Pro639Valfs*15を検出した。cMLCK活性が心不全の病態発症に及ぼす機序を解明すること、及び新たな治療標的分子を同定することを目的として本変異をノックインしたマウスやiPS由来心筋細胞を作製し、心不全病態発症機構を解析した。心筋においてcMLCK活性が低下すると、心筋型ミオシン調節軽鎖のリン酸化が阻害されsuper relax stateと呼ばれる心筋ミオシンII分子の割合が増加し、心筋収縮性が低下することを解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

拡張型心筋症の１家系に、心筋型ミオシン軽鎖キナーゼ（cMLCK）をコードするMYLK3遺伝子変異p.Pro639Valfs*15を検出した。本変異が拡張型心筋症を発症させる分子機構を解明するため、ノックインマウスとiPS由来心筋細胞を作製し、心不全病態発症の分子機構を解析した。結果、心筋においてcMLCK活性が低下すると心筋型ミオシン調節軽鎖のリン酸化が阻害され、super relax stateと呼ばれる心筋ミオシンII分子の割合が増加し、心筋収縮性が低下することが明らかになった。さらに、開発したcMLCK活性化剤は、安全に血行動態を改善できる新たな心不全治療薬となることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] A case of MYH7 and MYH9 genes variants with cardiomyopathy and macrothrombocytopenia. (2024)
  • 著者名/発表者名: Ikawa Y, Nakamura T, Fujino N, Uchiyama T, Ishiguro A, Takenaka M, Sakai Y, Noguchi K, Fujiki T, Wada T.
  • 雑誌名: Clin Case Rep. 巻: 12(2) 号: 2
  • DOI: 10.1002/ccr3.8304
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hypertrophic Cardiomyopathy Predicts Thromboembolism and Heart Failure in Patients With Nonvalvular Atrial Fibrillation ― A Prospective Analysis From the Hokuriku-Plus AF Registry ― (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsuda Toyonobu、Hayashi Kenshi、Kato Takeshi、Kusayama Takashi、Nakagawa Yoichiro、Nomura Akihiro、Tada Hayato、Usui Soichiro、Sakata Kenji、Kawashiri Masa-aki、Fujino Noboru、Yamagishi Masakazu、Takamura Masayuki、on behalf of the Hokuriku-Plus AF Registry Investigators
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 87 号: 12 ページ: 1790-1797
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-23-0418
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 年月日: 2023-11-24
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Restoration of Cardiac Myosin Light Chain Kinase Ameliorates Systolic Dysfunction by Reducing Superrelaxed Myosin (2023)
  • 著者名/発表者名: Hitsumoto T, Tsukamoto O, Matsuoka K, Li J, Liu L, Kuramoto Y, Higo S, Ogawa S, Fujino N, Yoshida S, Kioka H, Kato H, Hakui H, Saito Y, Okamoto C, Inoue H, Hyejin J, Ueda K, Segawa T, Nishimura S, Asano Y, Asanuma H, Tani A, Imamura R, Komagawa S, Kanai T, Takamura M, Sakata Y, Kitakaze M, Haruta JI, Takashima S.
  • 雑誌名: Circulation 巻: - 号: 25 ページ: 1902-1918
  • DOI: 10.1161/circulationaha.122.062885
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Attainment of the low-density lipoprotein cholesterol treatment target and prognosis of heterozygous familial hypercholesterolemia (2023)
  • 著者名/発表者名: Tada Hayato、Nomura Akihiro、Nohara Atsushi、Usui Soichiro、Sakata Kenji、Hayashi Kenshi、Fujino Noboru、Takamura Masayuki、Kawashiri Masa-aki
  • 雑誌名: Atherosclerosis 巻: 371 ページ: 61-66
  • DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2023.03.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] The utility of zebrafish cardiac arrhythmia model to predict the pathogenicity of KCNQ1 variants (2023)
  • 著者名/発表者名: Cui Shihe、Hayashi Kenshi、Nomura Akihiro、et al.
  • 雑誌名: Journal of Molecular and Cellular Cardiology 巻: 177 ページ: 50-61
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2023.03.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of fever-induced QT prolongation and torsades de pointes in patients with KCNH2 mutation (2023)
  • 著者名/発表者名: Usuda K, Hayashi K, Nakajima T, Kurata Y, Cui S, Kusayama T, Tsuda T, Tada H, Kato T, Sakata K, Usui S, Fujino N, Tanaka Y, Kaneko Y, Kurabayashi M, Tange S, Saito T, Ohta K, Yamagishi M, Takamura M
  • 雑誌名: Europace 巻: 25 号: 6
  • DOI: 10.1093/europace/euad161
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Coronary artery calcium among patients with heterozygous familial hypercholesterolaemia (2023)
  • 著者名/発表者名: Tada Hayato、Kojima Nobuko、Yamagami Kan、Nomura Akihiro、Nohara Atsushi、Usui Soichiro、Sakata Kenji、Hayashi Kenshi、Fujino Noboru、Takamura Masayuki、Kawashiri Masa-aki
  • 雑誌名: European Heart Journal Open 巻: 3 号: 3
  • DOI: 10.1093/ehjopen/oead046
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of Healthy Lifestyle in Patients With Familial Hypercholesterolemia (2023)
  • 著者名/発表者名: Tada H, Kojima N, Yamagami K, Nomura A, Nohara A, Usui S, Sakata K, Hayashi K, Fujino N, Takamura M, Kawashiri MA
  • 雑誌名: JACC Asia 巻: 3 号: 1 ページ: 152-160
  • DOI: 10.1016/j.jacasi.2022.10.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical Characteristics, Outcomes, and Risk Factors for Adverse Events in Elderly and Non-Elderly Japanese Patients With Non-Valvular Atrial Fibrillation ― Competing Risk Analysis From the Hokuriku-Plus AF Registry ― (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsuda Toyonobu、Hayashi Kenshi、Kato Takeshi、Usuda Keisuke、Kusayama Takashi、Nomura Akihiro、Tada Hayato、Usui Soichiro、Sakata Kenji、Kawashiri Masa-aki、Fujino Noboru、Yamagishi Masakazu、Takamura Masayuki、for the Hokuriku-Plus AF Registry Investigators
  • 雑誌名: Circulation Reports 巻: 4 号: 7 ページ: 298-307
  • DOI: 10.1253/circrep.CR-22-0012
  • ISSN: 2434-0790
  • 年月日: 2022-07-08
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect on Plasma Protein S Activity in Patients Receiving the Factor Xa Inhibitors (2022)
  • 著者名/発表者名: Nagaya S, Terakami T, Hayashi K,Furusho H, Fujino N, Kato T, Asakura H, Morishita E
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ ａｎｄ Ｔｈｒｏｍｂｏｓｉｓ 巻: 29 号: 7 ページ: 1059-1068
  • DOI: 10.5551/jat.62951
  • NAID: 130008069021
  • ISSN: 1340-3478, 1880-3873
  • 年月日: 2022-07-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of Different Types of Pathogenic Variants on Phenotypes of Familial Hypercholesterolemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Tada Hayato、Kojima Nobuko、Yamagami Kan、Nomura Akihiro、Nohara Atsushi、Usui Soichiro、Sakata Kenji、Fujino Noboru、Takamura Masayuki、Kawashiri Masa-Aki
  • 雑誌名: Frontiers in Genetics 巻: 13 ページ: 872056-872056
  • DOI: 10.3389/fgene.2022.872056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of variants of uncertain significance of LDL receptor on phenotypes of familial hypercholesterolemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Tada Hayato、Kojima Nobuko、Yamagami Kan、Nomura Akihiro、Nohara Atsushi、Usui Soichiro、Sakata Kenji、Hayashi Kenshi、Fujino Noboru、Takamura Masayuki、Kawashiri Masa-aki
  • 雑誌名: Journal of Clinical Lipidology 巻: 16 号: 6 ページ: 863-869
  • DOI: 10.1016/j.jacl.2022.09.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergistic effect of lipoprotein (a) and C-reactive protein on prognosis of familial hypercholesterolemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Tada Hayato、Kojima Nobuko、Yamagami Kan、Nomura Akihiro、Nohara Atsushi、Usui Soichiro、Sakata Kenji、Fujino Noboru、Takamura Masayuki、Kawashiri Masa-aki
  • 雑誌名: American Journal of Preventive Cardiology 巻: 12 ページ: 100428-100428
  • DOI: 10.1016/j.ajpc.2022.100428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of baseline clinical factors associated with incident worsening kidney function in patients with non-valvular atrial fibrillation: the Hokuriku-Plus AF Registry (2022)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Kenshi、et al.
  • 雑誌名: Heart and Vessels 巻: 38 号: 3 ページ: 402-411
  • DOI: 10.1007/s00380-022-02178-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human genetics and its impact on cardiovascular disease (2022)
  • 著者名/発表者名: Tada Hayato、Fujino Noboru、Hayashi Kenshi、Kawashiri Masa-aki、Takamura Masayuki
  • 雑誌名: Journal of Cardiology 巻: 79 号: 2 ページ: 233-239
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2021.09.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] JCS/JHFS 2018 Guideline on the Diagnosis and Treatment of Cardiomyopathies (2021)
  • 著者名/発表者名: Kitaoka Hiroaki、Yuasa Shinsuke、et al、on behalf of the Japanese Circulation Society Joint Working Group
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 85 号: 9 ページ: 1590-1689
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-20-0910
  • NAID: 130008077945
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 年月日: 2021-08-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transient swallowing‐induced atrial tachycardia in a patient with genotyped hypertrophic cardiomyopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujino Noboru、Hayashi Kenshi、Sakata Kenji、Tada Hayato、Nakanishi Chiaki、Tsuda Toyonobu、Nomura Akihiro、Yoshida Shohei、Sakamoto Yuichiro、Kato Takeshi、Furusho Hiroshi、Kawashiri Masa‐aki、Takamura Masayuki
  • 雑誌名: Clinical Case Reports 巻: 8 号: 9 ページ: 1809-1813
  • DOI: 10.1002/ccr3.3015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hokuriku-plus familial hypercholesterolaemia registry study: rationale and study design (2020)
  • 著者名/発表者名: Tada Hayato、Kajinami Kouji、et al.
  • 雑誌名: BMJ Open 巻: 10 号: 9 ページ: e038623-e038623
  • DOI: 10.1136/bmjopen-2020-038623
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Personalized medicine for cardiovascular diseases (2020)
  • 著者名/発表者名: Tada H, Fujino N, Nomura A, Nakanishi C, Hayashi K, Takamura M, Kawashiri MA.
  • 雑誌名: J Hum Genet. 巻: 66 号: 1 ページ: 67-74
  • DOI: 10.1038/s10038-020-0818-7
  • 査読あり