心筋疾患の病態形成基盤となるZ帯異常解明の新展開

• 研究課題/領域番号: 23659414
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 循環器内科学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 木村 彰方 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60161551)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 遺伝学 / 遺伝子 / ゲノム / 循環器・高血圧 / Ｚ帯 / 循環器疾患 / 心筋症 / 不整脈 / 遺伝子変異 / SLMAP / ZASP / 細胞内輸送障害 / Z帯 / 機能連関 / Naチャネル / ストレス反応 / ストレッチ反応

研究概要

心筋症および不整脈の病因・病態形成におけるZ帯構成要素の機能連関に着目し、Z帯機能の構築と伝導機能維持の分子機序を解明するとともに、治療薬のシーズともなる機能修飾低分子化合物を探索することを目的とした。主な研究成果は以下の通りである。Z帯構成要素であるZASPの変異は拡張型心筋症と不整脈をもたらすが、不整脈発症メカニズムとして、ZASP変異特異的に心筋Naチャネル(SCN5A)の機能不全をもたらすことを明らかにした。また、T管やZ帯に分布するSLMAPの2つのミスセンス変異がBrugada症候群の原因となることを明らかにしたが、いずれの変異ともSCN5Aの細胞内輸送障害による機能不全を生じることを解明した。さらに、Brugada症候群患者にSCN3B変異を同定したが、この場合にもSCN5Aの細胞内輸送障害による機能不全を生じていた。一方、SCN5A、SCN3B、SLMAP、ZASP間の結合を検討したところ、SCN5AとSCN3Bは結合するが、SLMAPもZASPもSCN5Aとの直接の結合は認められず、マクロ複合体を構成することでSCN5A機能を制御すると考えられた。また、正常ないし変異SLMAPを導入したHEK細胞を用いて、SCN5Aの細胞内輸送障害機構を検討したところ、siRNAによってSLMAPの発現を抑制すると、変異の存在下にのみ細胞内輸送が是正された。一方、COP阻害剤、EDTA、熱処理などはSLMAP変異に起因する細胞内輸送障害を是正できなかった。これらとは別に、新規の心筋症原因遺伝子として多数のミオパラジン変異を同定し、その機能異常を解明した。さらに、M21トランスジェニックマウスではMYPT1のリン酸化が亢進していること、Rhoキナーゼ阻害剤の投与で病態が改善することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Impact of ANKRD1 mutations associated with hypertrophic cardiomyopathy on contraction parameters of engineered heart tissue (2013)
  • 著者名/発表者名: Crocini C, Arimura T, Reischmann S, Eder A, Braren I, Hansen A, Eschenhagen T, Kimura A, Carrier L
  • 雑誌名: Basic Res Cardiol 巻: (in press) 号: 3 ページ: 349-349
  • DOI: 10.1007/s00395-013-0349-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel <i>SCN3B</i> Mutation Associated With Brugada Syndrome Affects Intracellular Trafficking and Function of Nav1.5 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 77 号: 4 ページ: 959-967
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-12-0995
  • NAID: 10031138998
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis for clinical heterogeneity in inherited cardiomyopathies due to myopalladin mutations (2012)
  • 著者名/発表者名: Purevjav E, Arimura T, Augustin S, Huby A-C, Takagi K, Nunoda S, Kearney DL, Taylor MD, Terasaki F, Bos JM, Ommen SR, Shibata H, Takahashi M, Itoh-Satoh M, McKenna W, Murphy RT, Labeit S, Yamanaka Y, Machida N, Park JE,Alexander PMA, Weintraub RG, Kitaura Y, Ackerman MJ, Kimura A, Towbin JA.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 21(9) ページ: 2039-2053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss-of-function of hNav1.5 by ZASP1-D117N associated with intraventricular conduction disturbances in left ventricularnoncompaction (2012)
  • 著者名/発表者名: Xi Y, Ai T, De Lange E, Li Z, Wu G, Brunelli L, Kyle WB, Cheng J, Ackerman MJ, Kimura A, Weiss JN, Qu Z, Kim JJ, Faulkner G, Vatta M
  • 雑誌名: Circ Arrhythm Electrophysiol 巻: 5(5) ページ: 1017-1026
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel disease gene for Brugada syndrome: sarcolemmal membrane-associated protein gene mutations impair intracellular trafficking of hNav1.5 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Sato A, Marcou CA, Tester DJ, Ackerman MJ, Crotti L, Schwartz PJ, On YK, Park JE, Nakamura K, Hiraoka M,Nakazawa K, Sakurada H, Arimura T, Makita N, Kimura A
  • 雑誌名: Circ Arrhythm Electrophysiol 巻: 5(6) ページ: 1098-1107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis for clinical heterogeneity in inherited cardiomyopathies due to myopalladin mutations. (2012)
  • 著者名/発表者名: Purevjav E
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 21 号: 9 ページ: 2039-2053
  • DOI: 10.1093/hmg/dds022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss-of-function of hNav1.5 by ZASP1-D117N associated with intraventricular conduction disturbances in left ventricular noncompaction (2012)
  • 著者名/発表者名: Xi Y
  • 雑誌名: Circ Arrhythm Electrophysiol 巻: 5 号: 5 ページ: 1017-1026
  • DOI: 10.1161/circep.111.969220
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel disease gene for Brugada syndrome: sarcolemmal membrane-associated protein gene mutations impair intracellular trafficking of hNav1.5 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T
  • 雑誌名: Circ Arrhythm Electrophysiol 巻: 5 号: 6 ページ: 1098-1107
  • DOI: 10.1161/circep.111.969972
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prevalence and Distribution of Sarcomeric Gene Mutations in Japanese Patients With Familial Hypertrophic Cardiomyopathy (2012)
  • 著者名/発表者名: Otsuka H, Arimura T, Abe T, Kawai H, Aizawa Y, Kubo T, Kitaoka H, Nakamura H, Nakamura K, Okamoto H, Ichida F, Ayusawa M, Nunoda S, Isobe M, Matsuzaki M, Doi YL, Fukuda K, Sasaoka T, Izumi T, Ashizawa N, Kimura A
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 76 号: 2 ページ: 453-461
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-11-0876
  • NAID: 10030035969
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of genetic factors to the pathogenesis of dilated cardiomyopathy: the cause of dilated cardiomyopathy: genetic or acquired? (genetic-side) (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura A
  • 雑誌名: Circ J 巻: 75(7) ページ: 1756-1765
  • NAID: 10029127069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dilatedcardiomyopathy-associated BAG3 mutations impair the Z-disc assembly and enhance the sensitivity to apoptosis in cardiomyocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Arimura T, Ishikawa T, Nunoda S, KawaiS, Kimura A
  • 雑誌名: Hum Mutat 巻: 32(12) ページ: 1481-1491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dilated cardiomyopathy-associated BAG3 mutations impair the Z-disc as sembly and enhance the sensitivity to apoptosis in cardiomyocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Arimura T, Ishikawa T, Nunoda S, Kawai S, Kimura A
  • 雑誌名: Hum Mutat 巻: 32 号: 12 ページ: 1481-1491
  • DOI: 10.1002/humu.21603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrocardiographic Characteristics and SCN5A Mutations in Idiopathic Ventricular Fibrillation Associated with Early Repolarization (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe H, Nogami A, Ohkubo K, Kawata H, Hayashi Y, Ishikawa T, Makiyama T, Nagao S, Yagihara N, Takehara N, Kawamura Y, Sato A, Okamura K, Hosaka Y, Sato M, Fukae S, Chinushi M, Oda H, Okabe M, Kimura A, Maemura K, Watanabe I, Kamakura S, Horie M, Aizawa Y, Shimizu W, Makita N
  • 雑誌名: Circ Arrhythm Electrophysiol 巻: 4 号: 6 ページ: 874-881
  • DOI: 10.1161/circep.111.963983
  • 査読あり
• [学会発表] 肥大型心筋症および拡張型心筋症におけるタイチンA/M帯変異の意義 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有村卓朗,石川泰輔,木村彰方
  • 学会等名: 第57回日本人類遺伝学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] ブルガダ症候群患者に見出されたSLMAP変異とその機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川泰輔,佐藤光希,有村卓朗,蒔田直昌,木村彰方
  • 学会等名: 第57回日本人類遺伝学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] Impact of testosterone on progression of dilated cardiomyopathy in a Lmna-mutation knock-in mouse model (2012)
  • 著者名/発表者名: Arimura T, Bonne G, Kimura A
  • 学会等名: The 9th Japanese-French Symposium for "Muscular Dystrophy"
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-09-08
• [学会発表] Dilatedcardiomyopathy-associated BAG3 mutations impair the Z-disc assembly and enhance sensitivity to apoptosis in cardiomyocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Arimura T, Ishikawa T, Nunoda S, KawaiS, Kimura A
  • 学会等名: The 76th Annual Meeting of the Japanese Circulation Society
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] A novel mechanism of Brugada syndrome: Mutation of sarcolemmalmembrane-associated protein (SLMAP)gene impaired hNav1.5 function (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Sato A, Arimura T, Sakurada H, Makita N, Kimura A
  • 学会等名: The76th Annual Meeting of the Japanese Circulation Society
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Cardiomyopathy as a disease of abnormalities in sensing for stretch and metabolic stress in cardiac sarcomere (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura A
  • 学会等名: 4th Sensing Biology Symposium
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2012-01-30
• [学会発表] Novel molecular mechanisms of idiopathic cardiomyopathy (2011)
  • 著者名/発表者名: Arimura T, Kimura A
  • 学会等名: 第28回国際心臓研究学会日本部会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] Role of sarcolemmal membrane-associated protein (SLMAP) gene in Brugadasyndrome (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Arimura T, Kimura A
  • 学会等名: The 14th Cardiovascular Genomics and Atherosclerosis Symposium
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] 遺伝子異常からみた分子病態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村彰方.心筋症
  • 学会等名: 第20回小児心筋疾患学会ランチョンセミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] BAG3変異は心筋細胞のZ帯整合性異常とアポトーシス感受性増強を介して拡張型心筋症を引き起こす (2011)
  • 著者名/発表者名: 有村卓朗,石川泰輔,布田伸一,河合祥雄,木村彰方
  • 学会等名: 第56回日本人類遺伝学会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Dilated cardiomyopathy-associated BAG3 mutations impair the sarcomere assembly and increase the sensitivity to apoptosis (2011)
  • 著者名/発表者名: Arimura T, Ishikawa T, Kimura A
  • 学会等名: The 14th Cardiovascular Genomics and Atherosclerosis Symposium
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] Heart-specific Small Subunit of Myosin Light Chain Phosphatase Activates Rho-associated Kinase and Regulates Phosphorylationof Myosin Phosphatase Target Subunit 1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Arimura T, Kimura A
  • 学会等名: 第75回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-08-03
• [学会発表] 心筋症の遺伝子異常と分子病態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村彰方
  • 学会等名: 第73回東京心臓の会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-11
• [学会発表] Role of sarcolemmal membrane-associated protein (SLMAP) gene in Brugada syndrome. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Arimura T, Kimura A
  • 学会等名: The 14th Cardiovascular Genomics and Atherosclerosis Symposium
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] ブルガダ症候群患者に見出されたSCN3B遺伝子V110I変異とその機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川泰輔， 有村卓朗， 蒔田直昌， 木村彰方
  • 学会等名: 第56回日本人類遺伝学会
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] 心筋症：遺伝子異常からみた分子病態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村彰方
  • 学会等名: 第20回小児心筋疾患学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Novel molecular mechanisms of idiopathic cardiomyopathy (2011)
  • 著者名/発表者名: Arimura T， Kimura A
  • 学会等名: 第28回国際心臓研究学会日本部会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ブルガダ症候群患者に見出されたSLMAP変異とその機能解析
  • 著者名/発表者名: 石川泰輔
  • 学会等名: 第57回日本人類遺伝学会
  • 発表場所: 東京
• [備考]
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/mri-mpath/index_j.html