心不全におけるBNP、ANP前駆体の分泌調節不全の機序解明と新規治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 22K08099
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 中川 靖章 京都大学, 医学研究科, 助教 (70452357)
• 研究分担者: 桑原 宏一郎 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (30402887) ; 錦見 俊雄 京都大学, 医学研究科, 非常勤講師 (80291946)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: BNP / 遺伝子改変マウス / 糖鎖修飾 / ナトリウム利尿ペプチド

研究開始時の研究の概要

本申請研究では心血管管病における生体内のナトリウム利尿ペプチド(以下NPと略)前駆体の病態生理学的意義について検討すると共に、糖鎖修飾機序を含むその分泌調節機序に基づいた、内因性NP作用の増強を狙った心疾患の新規治療法の開発を目的とする。即ち、①遺伝子改変マウスを用いたNP前駆体及びその制御機構の生体内での心疾患病態生理学的意義、②NP前駆体分泌制御における糖鎖修飾関連シグナルの役割や新規分泌機序の解明、③miR-30-GALNT経路を標的としたNP前駆体分泌の調節、などの検討により内因性NP分泌を標的とした心血管疾患の新たな治療法の開発に向けた基盤的な研究を行う。

研究実績の概要

本申請研究では、心血管病における生体内におけるナトリウム利尿ペプチド(以下ＮＰと略)前駆体の病態生理学的意義について検討すると共に、糖鎖修飾機序を含むその分泌調節機序に基づいた、内因性ＮＰ作用の増強を狙った心疾患の新規治療法の開発を目的としている。
本年度は、前年度に作成し、血中でヒトBNPを検出することが出来た心筋特異的ヒトＢＮＰ遺伝子発現マウスを用いて、種々の病態におけるにｐｒｏＢＮＰ分泌における翻訳後修飾や代謝についての検討すべく、まずはベースラインの表現系（血圧、心重量、肺重量、心エコーでの心機能など）の確認をした。更にこのマウスを用いて、大動脈弓を縛ることによって心室に圧負荷を加え心不全に至らせるマウスモデルであるTACモデルを作製し、その血中BNP、proBNPの比率を我々の開発した特異的ｐｒｏＢＮＰ測定システムを用いて評価したところ圧負荷後の経過でproBNPの比率が変化する傾向を見いだした。このモデルにおける糖鎖修飾関連遺伝子について検討したが、遺伝子発現レベルでは非TAC群と有意な差を認めなかった。引き続きこの病態におけるproBNP分泌制御について検討していく予定である。また同様に他のモデルでの評価も進行中である。また心筋特異的ヒトｐｒｏＢＮＰ発現マウス (ｈｐｒｏＢＮＰーＴｇ)についての作製も行ったが、血中でのproBNPの発現量が低く、再度発現量の高いものを得るべく作製している。植物フラボノイド由来で糖転移酵素を阻害する活性を有する化合物が報告されており、それを用いて in vivoでの効果を見る予定であるが、それに先だって、培養心筋細胞を用いて、その化合物の添加による心筋細胞からのproBNP分泌割合に対する効果についてまず検討し、効果があることが確認出来たため、in vivoでの効果を検討し始めている。

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

前項での記載のように、proBNPからmature BNPの生成時にproBNPが切断される部位に変異をいれ、 mature BNPが産生されずproBNPのみを分泌するような遺伝子改変マウス(心筋特異的ヒトｐｒｏＢＮＰ発現マウス (ｈｐｒｏＢＮＰーＴｇ))の作製については、得られたマウスのtransgeneの発現量が低く、再度打ち込みを行っているところであり、他についても順調に経過しており、実験全体として概ね順調に経過していると考える。

今後の研究の推進方策

次年度も引き続き研究計画通りに進めていく予定である。
なお、前述の心筋特異的ヒトｐｒｏＢＮＰ発現マウス (ｈｐｒｏＢＮＰーＴｇ)の作製において、解析に十分な遺伝子発現が得られない場合を想定して、他の遺伝子改変マウスの作製も並行して行っている。

研究成果

• [雑誌論文] B-Type Natriuretic Peptide (BNP) Revisited - Is BNP Still a Biomarker for Heart Failure in the Angiotensin Receptor/Neprilysin Inhibitor Era? (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishikimi T, Nakagawa Y.
  • 雑誌名: Bilology (Basel) 巻: 11 号: 7 ページ: 1034-1034
  • DOI: 10.3390/biology11071034
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Myocardial TRPC6-mediated Zn2+ influx induces beneficial positive inotropy through beta-adrenoreceptors. (2022)
  • 著者名/発表者名: Oda S, Nishiyama K, Furumoto Y, Yamaguchi Y, Nishimura A, Tang X, Kato Y, Numaga-Tomita T, Kaneko T, Mangmool S, Kuroda T, Okubo R, Sanbo M, Hirabayashi M, Sato Y, Nakagawa Y, Kuwahara K, Nagata R, Iribe G, mori Y, Nishida M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 12 号: 1 ページ: 6374-6374
  • DOI: 10.1038/s41467-022-34194-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CNP, the Third Natriuretic Peptide: Its Biology and Significance to the cardiovascular System. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa Y, Nishikimi
  • 雑誌名: Biology 巻: 11 ページ: 986-986
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Change in BNP levels from discharge to 6-month visit predict subsequent outcomes in patients with acute heart failure. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shiba M, Kato T, Morimoto T, Yaku H, Inuzuka Y, Tamaki Y, Ozasa N, Seko Y, Yamamoto E, Yoshikawa Y, Kitai Y, Yamashita Y, Iguchi M, Nakao K, Kawase Y, Morinaga T, Toyofuku M, Furukawa Y, Ando K, Kadota K, Sato Y, Nakagawa Y, Kuwahara K, Kimura T.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 17 号: 1 ページ: e0263165-e0263165
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0263165
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NRSF- GNAO1 Pathway Contributes to the Regulation of Cardiac Ca 2+ Homeostasis (2022)
  • 著者名/発表者名: Inazumi Hideaki、Kuwahara Koichiro、Nakagawa Yasuaki、et al.
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: 130 号: 2 ページ: 234-248
  • DOI: 10.1161/circresaha.121.318898
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 心不全治療とBNP (2023)
  • 著者名/発表者名: 中川靖章
  • 学会等名: 日本内科学会近畿地方会
  • 招待講演
• [学会発表] これからの心不全診療におけるBNP測定の意義と最新の話題 -ARNI投与下でのBNPの挙動・解釈も含めて- (2023)
  • 著者名/発表者名: 錦見俊雄
  • 学会等名: 第72回日本医学検査学会
  • 招待講演
• [学会発表] セミナータイトル：心不全パンデミック時代における臨床検査の精度管理 ーBNP検査を中心としてー (2023)
  • 著者名/発表者名: 錦見俊雄
  • 学会等名: 日臨技 首都圏支部・関甲信支部 医学検査学会
  • 招待講演
• [学会発表] The Genetic and Pharmacological Inhibition of Classic Transient Receptor Potential Channels 3 and 6 (TRPC3/C6) Improve Pulmonary Arterial Hypertension. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kenji Moriuchi, Yasuaki Nakagawa, Hideyuki Kinoshita, Hideaki Inazumi, Hiromu Yanagisawa, Toshio Nishikimi, Miku Oya, Motohiro Nishida, Yasuo Mori, Ryu Nagata, Kazufumi Nakamura, Koichiro Kuwahara, Kazuwa Nakao, Takeshi Kimura
  • 学会等名: Basic Cardiovascular Sciences Scientific Sessions 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Inhibition of TRPC3/C6 Ameliorates Pulmonary Arterial Hypertension in Rodents (2023)
  • 著者名/発表者名: Kenji Moriuchi, Yasuaki Nakagawa, Hideyuki Kinoshita, Hideaki Inazumi, Hiromu Yanagisawa, Takahiko Kanamori, Toshio Nishikimi, Miku Oya, Motohiro Nishida, Yasuo Mori, Ryu Nagata, Kazufumi Nakamura, Koichiro Kuwahara, Kazuwa Nakao, Takeshi Kimura
  • 学会等名: 第87回 日本循環器学会学術集会
• [学会発表] 心血管病におけるナトリウム利尿ペプチドの病態生理学的意義 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中川靖章、錦見俊雄、桑原宏一郎、柳澤洋、木下秀之、森内健史、金森敬彦、植田洋平、八十田明宏、高濱博幸、南野直人、中尾一和
  • 学会等名: 第26回日本心不全学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 転写調節因子NRSFを介した心不全進展の分子メカニズム (2022)
  • 著者名/発表者名: 稲住英明、桑原宏一郎、中川靖章、大矢未来、木下秀之、森内健司、柳澤洋、金森敬彦、錦見俊雄、中尾一和
  • 学会等名: 第26回日本心血管内分泌代謝学会学術集会
• [学会発表] 肺高血圧症の新規治療ターゲットとしてのTRPC3/C6 ( Classic transient receptor potential channels 3 and 6 (TRPC3/C6) are novel therapeutic target of PAH.) (2022)
  • 著者名/発表者名: 森内健史、中川靖章、木下秀之、西田基宏、森泰生、永田龍、中村一文、錦見俊雄、稲住英明、柳澤洋、金森 敬彦 、大矢未来、中尾一和、桑原宏一郎、木村剛
  • 学会等名: 第26回日本心不全学会学術集会
• [学会発表] Genetic and pharmacological inhibition of TRPC3/6 ameliorates pulmonary arterial hypertension in rodent models. (2022)
  • 著者名/発表者名: 森内健史、中川靖章、木下秀之、西田基宏、森泰生、永田龍、中村一文、錦見俊雄、稲住英明、柳澤洋、金森 敬彦 、大矢未来、中尾一和、桑原宏一郎、木村剛
  • 学会等名: 第39回国際心臓研究学会 日本部会
• [備考] 京都大学医学部附属病院循環器内科 心血管内分泌代謝グループ
  • URL: http://kyoto-u-cardio.jp/kisokenkyu/endocrine/