• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

心不全におけるクローン性造血の包括的理解とエクソソームを介した治療応用

研究課題

研究課題/領域番号 23K27600
補助金の研究課題番号 23H02909 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

竹石 恭知  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (40272067)

研究分担者 三阪 智史  福島県立医科大学, 医学部, 助教 (50793080)
植田 航希  福島県立医科大学, 医学部, 講師 (80632190)
池田 和彦  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (90381392)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2025年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2024年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2023年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードclonal hematopoiesis / NETs / DCM / PAD4 / heart failure / exosome
研究開始時の研究の概要

健常な高齢者に潜むクローン性造血が心血管疾患のリスクとなる。クローン性造血を引き起こす複数の遺伝子変異が、なぜ共通して心血管組織に嗜好して、どのように疾患の発症と悪化に寄与するかは未解明である。本研究では、クローン性造血および心不全マウスモデルの応用により、心不全における心臓の骨髄由来血液細胞を特徴化して、クローン性造血が心不全を進行させる共通の分子機構を明らかにする。制御機構としての細胞外小胞に着目し、細胞外小胞の包括的理解に基づいて、デザイナーエクソソームによる治療開発の実現性を検証する。クローン性造血保有者の心血管イベントの予防および治療につながるか、その基盤を構築する。

研究実績の概要

拡張型心筋症(DCM)や心不全の病態には炎症細胞の関与が知られているが、好中球細胞外トラップ(NETs)の意義については未解明である。心臓組織に存在するNETsが心不全においてどのような役割を果たすか明らかにし、NETsの制御が新規心不全治療ターゲットとなり得るか検討した。
心内膜下心筋生検を施行した心不全を有するDCM患者の生検検体の蛍光免疫染色を行い、好中球エラスターゼ+、シトルリン化ヒストンH3+、DAPI+をNETsとして同定した。DCM患者における心筋組織単位面積当たりのNETsの数および好中球に対するNETsの割合は、心不全を有さない対照群と比較して有意に多かった。また、心筋組織におけるNETsの数は、左室駆出率(LVEF)と負の相関を認めた。NETsを有するDCM患者(n = 32)はNETsを有さないDCM患者(n = 30)と比較して、LVEFは低値で、BNPは高値であった。観察期間中央値768日の予後に関する検討では、心筋組織のNETsの存在は、心臓死、心不全増悪、LVAD植込みを含む心臓イベントのリスクと関連していた。
NETs形成に必須であるペプチジルアルギニンデイミナーゼ4(PAD4)を欠損させたマウスおよび野生型マウスの好中球由来のコンディショニング培地を用いて、NETsが単離心筋細胞のミトコンドリア機能に与える影響を解析した。野生型マウスの好中球にNETsを誘導した培地では、単離心筋細胞のミトコンドリア機能の低下が認められたが、PAD4欠損マウスの好中球由来の培地では、ミトコンドリア機能は維持されていた。

現在までの達成度 (区分)
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

DCM患者の心筋生検検体において、好中球エラスターゼ+、シトルリン化ヒストンH3+、DAPI+をNETsとして同定した。DCM患者の心筋において、NETsの存在を証明できた。また、NETsは心機能や将来の心臓イベントリスクと関連することを示し、NETsの臨床的意義を初めて明らかにすることができた。
また、in vitroの単離心筋細胞を用いた検討で、NETsを誘導した培地では単離心筋細胞のミトコンドリア機能の低下が認められ、PADを介する機序を初めて明らかにした。

今後の研究の推進方策

NETs形成に必須であるPAD4を欠損させたマウスおよび野生型マウスを用いて、大動脈縮窄(TAC)による圧負荷心不全モデルを作成する。ヒト心筋組織と同様に、蛍光免疫染色を用いたマウス心筋組織のNETsの定量解析を行う。心エコーにより圧負荷心不全モデルマウスの心機能を解析する。圧負荷心不全モデルマウスの心筋細胞を単離し、ミトコンドリア機能を解析し、野生型マウスと比較検討する。
クローン性造血によるエクソソームの心不全進展における役割を明らかにするため、エクソソームを構成するテトラスパニンCD9とGFPとの融合蛋白をCreリコンビナーゼで発現するCD9-GFPレポーターマウスと4系統のFloxマウスとを交配する。Vav-Creマウスと交配し、血液細胞特異的ノックイン・エクソソームレポーターマウスを作成する。このマウスに大動脈縮窄による圧負荷心不全モデルを作成して、循環血中エクソソームを単離・抽出する。循環血中エクソソームを抽出してNano粒子分析を行い形態学的・量的解析を行い、FACSでGFP+エクソソームとnon-GFPエクソソームとで蛋白質の質量分析およびmicroRNAを含むRNAの発現解析、DNAのエクソンシークエンス解析よる解析を行う。心筋組織で共焦点蛍光顕微鏡および免疫電子顕微鏡を用いて、心筋細胞内へのCD9-GFP+エクソソームの取り込みや細胞内分布を明らかにする。心不全の病態でダイナミックに変化し、かつそれぞれのクローン性造血モデルで共通するエクソソーム内包の分子を同定する。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023

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

  • [雑誌論文] Neutrophil extracellular traps in heart tissue drive cardiac dysfunction and adverse outcomes in dilated cardiomyopathy.2024

    • 著者名/発表者名
      Ichimura S, Misaka T, Ogawara R, Tomita Y, Anzai F, Sato Y, Miura S, Yokokawa T, Sato T, Oikawa M, Kobayashi A, Yoshihisa A, Takeishi Y
    • 雑誌名

      Circ Heart Fail (in press)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heart failure post-myocardial infarction promotes mammary tumor growth through the NGF-TRKA pathway2024

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Tani, Masayoshi Oikawa, Tomofumi Misaka, Takafumi Ishida, Yasuchika Takeishi
    • 雑誌名

      JACC: CardioOncology

      巻: 6 号: 1 ページ: 55-66

    • DOI

      10.1016/j.jaccao.2023.10.002

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Geriatric Nutritional Risk Index predicts bleeding event in patients with heart failure2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Yu、Yoshihisa Akiomi、Nozaki Yuji、Ohara Himika、Sugawara Yukiko、Abe Satoshi、Misaka Tomofumi、Sato Takamasa、Oikawa Masayoshi、Kobayashi Atsushi、Yamaki Takayoshi、Nakazato Kazuhiko、Takeishi Yasuchika
    • 雑誌名

      ESC Heart Failure

      巻: 11 号: 2 ページ: 702-708

    • DOI

      10.1002/ehf2.14631

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Targeting N-myristoylation through NMT2 prevents cardiac hypertrophy and heart failure2023

    • 著者名/発表者名
      Tomita Y, Anzai F, Misaka T, Ogawara R, Ichimura S, Wada K, Kimishima Y, Yokokawa T, Ishida T, Takeishi Y
    • 雑誌名

      JACC Basic Transl Sci

      巻: 8 号: 10 ページ: 1263-1282

    • DOI

      10.1016/j.jacbts.2023.06.006

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Prognostic role of circulating LTBP-2 in patients with dilated cardiomyopathy: a novel biomarker reflecting extracellular matrix LTBP-2 accumulation2023

    • 著者名/発表者名
      Nishiura K, Yokokawa T, Misaka T, Ichimura S, Tomita Y, Miura S, Shimizu T, Sato T, Kaneshiro T, Oikawa M, Kobayashi A, Yoshihisa A, Takeishi Y
    • 雑誌名

      Can J Cardiol

      巻: 39 号: 10 ページ: 1436-1445

    • DOI

      10.1016/j.cjca.2023.05.015

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Neutrophil extracellular traps in heart tissue drive cardiac dysfunction and adverse outcomes in dilated cardiomyopathy.2023

    • 著者名/発表者名
      Ichimura S, Misaka T, Ogawara R, Nishiura K, Tani T, Tomita Y, Sato Y, Miura S, Yokokawa T, Sato T, Oikawa M, Kobayashi A, Yoshihisa A, Takeishi Y
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma LTBP-2 is associated with myocardial ltbp-2 and poor prognosis in dilated cardiomyopathy.2023

    • 著者名/発表者名
      Nishiura K, Yokokawa T, Misaka T, Ichimura S, Tomita Y, Miura S, Shimizu T, Sato T, Kaneshiro T, Oikawa M, Yoshihisa A, Nakazato K, Ishida T, Takeishi Y
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Myocardial infarction promotes breast cancer growth through the nerve groth factor/tropomyosin receptor a pathway.2023

    • 著者名/発表者名
      Tani T, Oikawa M, Misaka T, Ishida T, Takeishi Y
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Usefulness of MR-derived left ventricular global longitudinal strain and left atrial strain to predict cardiovascular events in patients with HFpEF.2023

    • 著者名/発表者名
      Katahira M, Kiko T, Endo K, Yamakuni R, Ishii S, Yoshihisa A, Fukushima K, Ito H, Takeishi Y
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elevated levels of bicarbonate predict adverse outcomes in patients with chronic heart failure.2023

    • 著者名/発表者名
      Misaka T, Sato Y, Sugawara Y, Ogawara R, Ichimura S, Tomita Y, Anzai F, Yokokawa T, Sato A, Shimizu T, Sato T, Oikawa M, Kobayashi A, Yoshihisa A, Takeishi Y
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi