新たな心機能制御因子; Ca^<2+>センサーNCS-1の生理的・病態的役割の解明

• 研究課題/領域番号: 21590248
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 独立行政法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 西谷 友重 独立行政法人国立循環器病研究センター, 分子生理部, 室長 (50393244)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 分子・細胞生理学 / カルシウム / 心臓 / カルシウムセンサー / 幼若期 / EC-カップリング / 心肥大 / シグナル伝達 / 幼弱期 / EC-coupling

研究概要

心臓の収縮や心肥大・心不全の発症を調節するものとして、細胞内カルシウム(Ca^<2+>)の増減が重要なカギとなっている。幼少期の心臓は、「筋小胞体」と呼ばれる細胞内Ca^<2+>貯蔵装置が成体と較べはるかに未発達であることから、どのようにCa^<2+>による収縮調節を行っているのか不明であった。今回、幼少期の心臓に高発現するが、心臓における役割が不明であったCa^<2+>結合タンパク質NCS-1(Neuronal Ca^<2+> sensor-1)に注目し、その遺伝子欠損(KO)マウスを解析した結果、NCS-1がその未熟さを補う因子であることがわかった。すなわち、NCS-1は細胞内Ca^<2+>シグナルを増加させることにより、幼少期の心筋収縮を増加させることがわかった。さらにNCS-1は心肥大の際にもその発現量が上昇し、ホルモン刺激による心肥大を仲介するという、2つの重要機能を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Na^+/H^+exchanger 1 directly binds to calcineurin A and activates downstream NFAT signaling, leading to cardiomyocyte hypertrophy (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisamitsu T, Nakamura TY, Wakabayashi S.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 32(16) 号: 16 ページ: 3265-3280
  • DOI: 10.1128/mcb.00145-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perilipin 5, a lipid droplet-binding protein, protects the heart from oxidative damage by preventing excess fatty acid oxidation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto K, Okamura T, Yamaguchi T, Nakamura TY, et.al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 号: 28 ページ: 23852-63
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.328708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuronal calcium sensor-1 promotes immature heart function and hypertrophy by enhancing Ca2+ signals (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura TY
  • 雑誌名: Circ Res 巻: 109(5) 号: 5 ページ: 512-23
  • DOI: 10.1161/circresaha.111.248864
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel phorbol ester-binding motif mediates hormonal activation of Na^+/H^+exchanger (2010)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi S, Nakamura TY, Kobayashi S, Hisamitsu T
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 号: 34 ページ: 26652-61
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.130120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel phorbol ester-binding motif mediates hormonal activation of Na^+/H^+ exchanger. (2010)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi S, Nakamura TY, Kobayashi S, Hisamitsu T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 285 ページ: 26652-61
  • 査読あり
• [学会発表] 幼少期の心機能および心肥大を制御する新しいカルシウム調節タンパク質の発見と分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西谷(中村)友重
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 幼少期の心機能および心肥大を制御する新しいカルシウム調節タンパク質の発見と分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西谷(中村)友重
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館(シンポジウム)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> Sensor-1のストレス下の心筋サバイバル因子としての働き (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村(西谷)友重
  • 学会等名: 第104回近畿生理学談話会
  • 発表場所: 大阪医科大学
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> sensor-1のストレス下の心筋サバイバルにおける役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村(西谷)友重
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> sensor-1のストレス下の心筋サバイバルにおける役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村(西谷)友重、若林繁夫
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場(Talk)
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Na^+/H^+交換輸送体(NHE1)の活性化による心肥大シグナル増幅機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 若林繁夫
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Na^+/H^+交換輸送体(NHE1)の活性化による心肥大シグナル増幅機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 久光隆、中村(西谷)友重、古林創史、嶋田直子、岩田裕子、若林繁夫
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場(シンポジウム)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Newly identified phorbol ester-binding motif mediates hormonal activation of Na^+/H^+exchanger(NHE1) (2010)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi, S.
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Newly identified phorbol ester-binding motif mediates hormonal activation of Na^+/H^+ exchanger (NHE1). (2010)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi, S., Nakamura-Nishitani, Y., Kobayashi, S., Hisamitsu, T.
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(Poster)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> Sensor-1 is a novel regulator of Ca^<2+>-signaling in immature heart (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura-Nishitani, T
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> Sensor-1 is a novel regulator of Ca^<2+>-signaling in immature heart. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura-Nishitani, T., Jeromin, A., Mikoshiba, K., Wakabayashi, S.
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(Talk)
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> Sensor-1は幼弱心筋における心機能冗進因子である (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村(西谷)友重
  • 学会等名: 第103回近畿生理学談話会
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館
  • 年月日: 2010-10-02
• [学会発表] Na^+/H^+交換輸送体は生理活性脂質およびホルボールエステルとの直接的相互作用を介して活性化される (2010)
  • 著者名/発表者名: 若林繁夫
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> Sensor-1は新たな心筋Ca^<2+>シグナル調節因子である (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村(西谷)友重
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Novel role of neuronal Ca^<2+> sensor-1 as a regulator of Ca^<2+> signaling in the heart (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura-Nishitani, T. Y.
  • 学会等名: ISHR第20回世界会議
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2010-05-14
• [学会発表] Novel role of neuronal Ca^<2+> sensor-1 as a regulator of Ca^<2+> signaling in the heart. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura-Nishitani, T.Y., Jeromin, A., Wakabayashi, S.
  • 学会等名: ISHR第20回世界会議
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2010-05-14
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> Sensor-1(NCS-1)は新しい心筋Ca^<2+>シグナル調節因子である (2009)
  • 著者名/発表者名: 西谷友重
  • 学会等名: 特定領域研究「細胞感覚」平成21年度冬の班会議
  • 発表場所: 箕面観光ホテル(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-23
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> Sensor-1(NCS-1)は新しい心筋Ca2+シグナル調節因子である (2009)
  • 著者名/発表者名: 西谷友重
  • 学会等名: 特定領域研究「細胞感覚」平成21年度冬の班会議
  • 発表場所: 箕面観光ホテル(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-23
• [学会発表] 心機能不全におけるイオンシグナロームの役割と病態的意義の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西谷友重・若林繁夫
  • 学会等名: 循環器病研究委託費20公-3平成21年度班会議
  • 発表場所: 国立循環器病センター(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] 心機能不全におけるイオンシグナロームの役割と病態的意義の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西谷友重・若林繁夫
  • 学会等名: 循環器病研究委託費20公-3 平成21年度班会議
  • 発表場所: 国立循環器病センター(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] Neuronal Ca^<2+> Sensor-1(NCS-1)の心筋Ca^<2+>シグナル調節因子としての機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西谷(中村)友重
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル(兵庫県)
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] Novel role of NCS-1, a Ca^<2+> sensor as a regulator of cardiac function (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomoe-Y Nakamura-Nishitani
  • 学会等名: The 36^<th> Congress of the International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都府)
  • 年月日: 2009-06-30
• [学会発表] Novel role of NCS-1, a Ca^<2+> sensor as a regulator of cardiac function (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomoe-Y Nakamura-Nishitani
  • 学会等名: The 36^<th> Congress of the International Union of Physiological Scienes
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都府)
  • 年月日: 2009-06-30
• [図書] 蛋白質核酸酵素PNE(Fraction collector) Oh NO! NOが筋ジストロフィーの原因となる! (2009)
  • 著者名/発表者名: 西谷友重
  • 総ページ数: 852
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 蛋白質 核酸 酵素PNE(Fraction collector)Oh NO!NOが筋ジストロフィーの原因となる! (2009)
  • 著者名/発表者名: 西谷友重
  • 総ページ数: 852
  • 出版者: 共立出版
• [図書] NCS-1 as a regulator of Kv4 K^+ channels. In : Neuronal Calcium Sensor Proteins. Chapter III (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Y.Nakamura, L.Parachuru, S.Nandi, L.Porter, D.J.Pountney, W.A.Coetzee
  • 出版者: Nova Science publishers, Inc(In press)
• [備考] (新聞報道)(1) 2011年7月8日、毎日新聞朝刊。「子供の心拍調節たんぱく質」
• [備考] (2) 2011年7月8日、産経新聞朝刊。「乳幼児の心不全治療に光」
• [備考] (3) 2011年7月、朝日新聞夕刊。「幼い子の心臓を調節たんぱく質発見」