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臨床予後予測に向けたiPS細胞由来心筋症モデルによる特発性拡張型心筋症の病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K08135
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
研究機関順天堂大学

研究代表者

藍 智彦  順天堂大学, 医学部, 教授 (00570128)

研究分担者 牧山 武  京都大学, 医学研究科, 特定講師 (30528302)
大野 聖子  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (20610025)
森 周介  東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 助教 (20362072)
山崎 大樹  国立医薬品食品衛生研究所, 薬理部, 室長 (40467428)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード心筋症 / z-ライン / TCAP / RBM20 / TTN / iPS細胞 / 遺伝子変異 / モデル / 拡張型心筋症 / 疾患遺伝子関連 / 遺伝子検査 / 機能実験
研究開始時の研究の概要

拡張型心筋症(DCM)は、心不全や突然死の原因疾患である。DCMの原因は遺伝子の変異によるとされている。DCMの遺伝子検査も実施されているが、原因遺伝子変異は、発見される遺伝子変異の約15%程度であり、多くの遺伝子変異の病的意義は不明である。本研究では、検出頻度の高いRBM20遺伝子に着目して、ヒトiPS細胞DCMモデルを用い、検出された遺伝子変異が、心筋細胞の働きに影響を及ぼすかを検証する。この研究の成果は、今後増加すると予測されるDCM遺伝子検査結果の解釈や予後予測に貢献すると期待される。

研究実績の概要

ヒトiPS細胞(iPSC)に様々な心筋症関連遺伝子変異を、ゲノム編集法を用いて組み込む作業を行っている。2022年度は、正常のヒトiPSCを用いて2次元心筋シートを作成し、電気的興奮(活動電位)やCa2+波の計測に成功した。2023年度は、拡張型心筋症の関連遺伝子として、RBM20遺伝子が制御する骨格タンパクタイチン(TTN)のアダプターの役割を担うTCAP遺伝子変異をヒトiPS細胞からノックアウトし、分化した心筋細胞でどのような影響が出るかを調査した。まず、新しく開発された二次元収縮計測装置で、収縮力を計測したところ、正常心筋細胞に比し、TCAP遺伝子をノックアウトした心筋細胞で収縮能の低下を認めた。また、Ca波を測定したところ、不整脈と同様の異常興奮波を認めた。以上より、TCAPを始めとする心筋Z-ラインに関連するタンパクは心筋症と関連すると考えられる。引き続き、RBM20、TCAPを始め様々な遺伝子の変異をiPSCに組み込んでいる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

COVID-19による実験室の閉鎖や使用制限、ウクライナ戦争、中東紛争などによる世界的な流通の混乱により、試薬や培地が入手できず、当初の予定より2-3年計画に遅延を生じている。

今後の研究の推進方策

試薬や培地を入手し、実験を継続するしか方策はない。また、新しく発見したTCAP遺伝子異常は、拡張型心筋症の関連遺伝子であり、また比較的ゲノム編集が行いやすく、RBM20の変異を組み込む作業を続けながら実験を遂行していく。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 オープンアクセス 5件、 査読あり 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Carvedilol suppresses ryanodine receptor-dependent Ca2+ bursts in human neurons bearing PSEN1 variants found in early onset Alzheimer’s disease2023

    • 著者名/発表者名
      Hori Atsushi、Ai Tomohiko、Hato Takashi、Inaba Haruka、Tanaka Kimie、Sato Shoichi、Okamoto Mizuho、Horiuchi Yuna、Paran Faith Jessica、Tabe Yoko、Rosales Corina、Akamatsu Wado、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Sakurai Takashi、Miida Takashi
    • 雑誌名

      bioRXiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2023.09.15.558029

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Increased CaV1.2 late current by a CACNA1C p.R412M variant causes an atypical Timothy syndrome without syndactyly.2022

    • 著者名/発表者名
      Ozawa J, Ohno S, Melgari D, Wang Q, Fukuyama M, Toyoda F, Makiyama T, Yoshinaga M, Suzuki H, Saitoh A, Ai T, Horie M.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 12 号: 1 ページ: 18984-18984

    • DOI

      10.1038/s41598-022-23512-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pandora will never regret having opened her box: reappraisal of genes associated with CPVT and SQTS2022

    • 著者名/発表者名
      Horie M, Ohno S, Ai T.
    • 雑誌名

      Eur Heart J.

      巻: 43 号: 15 ページ: 1511-1513

    • DOI

      10.1093/eurheartj/ehab794

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evidence-Based Assessment of Genes in Dilated Cardiomyopathy2021

    • 著者名/発表者名
      Jordan E, Peterson L, Ai T, et al.
    • 雑誌名

      Circulation

      巻: 144 号: 1 ページ: 7-19

    • DOI

      10.1161/circulationaha.120.053033

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphorylation of Lamin A/C at serine 22 modulates Nav 1.5 function2021

    • 著者名/発表者名
      Olaopa MA, Ai T, Chao B, Xiao X, Vatta M, Habecker BA
    • 雑誌名

      Physiol Rep

      巻: 22 号: 22

    • DOI

      10.14814/phy2.15121

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Phenotypic and genetic profile of SCN5A Variants in Idiopathic Dilated Cardiomyopathy2021

    • 著者名/発表者名
      Ai T, Jordan E, Peterson L, Vatta M, Hurst N, Kinnamon D, Hershberger R
    • 学会等名
      Heart Failure Society of America HFSA 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phenotypic Architecture of FLNC Variant Carriers in a Dilated Cardiomyopathy Cohort2021

    • 著者名/発表者名
      Peterson L, Jordan E, Ai T, Vatta M, Mead JO, Kinnamon DD, Hershberger RE
    • 学会等名
      NSGC 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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