心筋マクロファージの細胞老化に着目したHFｐEF病態解明と治療法開発

• 研究課題/領域番号: 21K08085
• 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: 自治医科大学
• 研究代表者: 澤城 大悟 自治医科大学, 医学部, 講師 (40456132)
• 研究分担者: 冨田 翔大 自治医科大学, 医学部, 客員研究員 (60784288) ; 相澤 健一 自治医科大学, 医学部, 准教授 (70436484) ; 木村 夏花 自治医科大学, 医学部, リサーチ・レジデント (90884453)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2021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: 心筋マクロファージ / 細胞老化 / HFｐEF / 極性変化 / 心臓マクロファージ

研究開始時の研究の概要

収縮能が保たれた心不全（HFpEF）は加齢・肥満・高血圧等、背景疾患が多く、有効な特異的治療法が確立されていない。申請者らの検討では、心筋線維化と心機能低下に細胞老化マクロファージがHFpEF発症に強く関与していることが明らかとなっている。老化マクロファージ特異的除去として老化細胞除去薬剤（Senolytics）や老化抑制薬のマクロファージ送達システム開発を行う。老化マクロファージの特異的除去もしくは形質転換の誘導により、HFpEFの予防・治療法の開発を行う。

研究実績の概要

本研究は「加齢・肥満・圧負荷により心臓マクロファージにSenescenceが誘導され、心筋線維化や機能低下といったHFpEF病態を引き起こす」との仮説に基づき、主に2つの目的、
(1) マクロファージ細胞老化のHFpEF発症メカニズムへの関与の解析と（2）同メカニズムを標的とした特異的治療法の開発と効果検証を目指す。
R3年度はCXC3R1-GFP（組織マクロファージ標識）マウスの購入をおこない、IVF/ETによるクリーニング後、順調に繁殖を重ねた。また加齢・肥満・圧負荷（TACモデル）等、慢性心筋ストレスモデルの導入を進めた。R4年度は上記病態によるCXCR31-GFP及びCCR2-RFP発現心筋マクロファージのpopulationの相違をフローサイトメトリーにより確認し、マクロファージpopulationの分類・解析方法を確立した。R5年度は心筋マクロファージへのSenescence誘導と細胞機能障害・心筋ニッチ構成細胞への影響の検証として細胞単離等解析およびマクロファージ極性変化薬を用いて病態形成への影響をマクロファージpopulation/polarizationの変化とともに捉えることを目的としている。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

CXC3R1-GFP及びCCR2-RFP（組織・血球由来マクロファージ標識）マウス繁殖は順調に推移しており老化マウス作成・解析も終了している。またフローサイトメトリーにより心マクロファージでのGFP/RFP発現や加齢・病態によるpopulation変化も確認をおえている。現在は各マクロファージpopulationでの細胞老化マーカーやエピジェネティクスマーカーの解析に並行し極性変換薬の各病態への効果を検証可能となっている。

今後の研究の推進方策

上記モデルにおいて条件検討中のGFP陽性心臓マクロファージのsortingを行い、Senescence発現確認（p16発現・H3K9tri-methylation等）を行う。各ストレスモデル特異的Senescence reprograming patternを同定する。更にマクロファージ細胞機能（phagocytosis assayや細胞外フラックスアナライザー・Metabolome解析による代謝モードの変化等）、共培養による近接他種細胞（心筋細胞・心線維芽細胞・内皮細胞）への影響を併せて検証する。心筋マクロファージ細胞老化マウスモデルに対し、心エコーStrain-rate及びMillarカテーテル心内圧・PV曲線解析による鋭敏なパラメーターを用いた心機能評価を行う。マクロファージ細胞老化プロファイルと心機能低下の関連とマクロファージ極性変化薬の効果を検証する。