心臓のマクロ機能と遺伝子発現連関のための情報制御：酸素環境応答のフィジオーム解析

• 研究課題/領域番号: 26282127
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 川崎医科大学
• 研究代表者: 毛利 聡 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)
• 研究分担者: 片野坂 友紀 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (60432639) ; 橋本 謙 川崎医科大学, 医学部, 講師 (80341080) ; 氏原 嘉洋 川崎医科大学, 医学部, 助教 (80610021)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 細胞分裂 / 胎児酸素環境 / 心筋細胞 / 胎児循環 / 分裂促進因子 / 心筋肥大 / 後期促進複合体 / 分裂 / 酸素 / 細胞周期 / 再生医療 / 酸素環境 / 心筋 / エネルギー代謝 / 心筋分裂 / ユビキチン / プロテアソーム / 周産期 / 心臓メカニクス / カルシウム / 力学的環境

研究成果の概要

心筋細胞が分裂を止める仕組みやエネルギー消費調節の解明は循環器医療に重要である。本研究では、出生時の酸素環境変化が心筋細胞分裂を停止する仕組み、そして一生を通じた甲状腺ホルモンによる心機能とエネルギー消費の調節機構を検討した。出生時の酸素濃度上昇は心筋細胞の核にあるFam64a分子が急激に消失させた。Fam64a発現低下は細胞分裂を抑制し、増加では亢進した。遺伝子変異による非分解Fam64a実験では、心筋細胞分裂における後期促進複合体APC/Cによる分解の必要性が示された。甲状腺機能亢進症モデル実験では、Ca輸送体NCX1およびSERCA2の発現調節によるエネルギー消費抑制的な調節が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Complete primary structure of the I-band region of connectin at which mechanical property is modulated in zebrafish heart and skeletal muscle. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanashima A, Hashimoto K, Ujihara Y, Honda T, Yobimoto T, Kodama A, Mohri S.
  • 雑誌名: Gene 巻: 596 ページ: 19-26
  • DOI: 10.1016/j.gene.2016.10.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of induced Na+/Ca2+ exchanger overexpression on the spatial distribution of L-type Ca2+ channels and junctophilin-2 in pressure-overloaded hearts. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ujihara Y, Mohri S, Katanosaka Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 480 号: 4 ページ: 564-569
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.090
  • NAID: 120006333886
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Induced NCX1 overexpression attenuates pressure overload-induced pathological cardiac remodelling (2016)
  • 著者名/発表者名: Ujihara Y, Iwasaki K, Takatsu S, Hashimoto K, Naruse K, Mohri1 M, Katanosaka Y
  • 雑誌名: Cardiovasc Res 巻: 111（4） 号: 4 ページ: 348-361
  • DOI: 10.1093/cvr/cvw113
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ANGPTL2 activity in cardiac pathologies accelerates heart failure by perturbing cardiac function and energy metabolism. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tian Z, Miyata K, Kadomatsu T, Horiguchi H, Fukushima H, Tohyama S, Ujihara Y, Okumura T, Yamaguchi S, Zhao J, Endo M, Morinaga J, Sato M, Sugizaki T, Zhu S, Terada K, Sakaguchi H, Komohara Y, Takeya M, Takeda N, Araki K, Manabe I, Fukuda K, Otsu K, Wada J, Murohara T, Mohri S, Yamashita JK, Sano M, Oike Y.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 13016-13016
  • DOI: 10.1038/ncomms13016
  • NAID: 120006345014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Celsior preserves cardiac mechano-energetics better than University of Wisconsin solution by preventing oxidative stress (2016)
  • 著者名/発表者名: Kiyooka T, Oshima Y, Fujinaka W, Iribe G, Shimizu J, Mohri S, Nakamura K
  • 雑誌名: Interact Cardiovasc Thorac Surg 巻: 22 号: 2 ページ: 168-75
  • DOI: 10.1093/icvts/ivv324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ankle-Brachial Index, Toe-Brachial Index, and Pulse Volume Recording in Healthy Young Adults (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Masaki H, Yunoki Y, Tabuchi A, Morita I, Mohri S, Tanemoto K.
  • 雑誌名: Annals of Vascular Diseases 巻: 8 号: 3 ページ: 227-235
  • DOI: 10.3400/avd.oa.15-00056
  • NAID: 130005100046
  • ISSN: 1881-641X, 1881-6428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cdk5rap1-mediated 2-methylthio modification of mitochondrial tRNAs governs protein translation and contributes to myopathy in mice and humans. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wei FY, Zhou B, Suzuki T, Miyata K, Ujihara Y, Horiguchi H, Takahashi N, Xie P, Michiue H, Fujimura A, Kaitsuka T, Matsui H, Koga Y, Mohri S, Suzuki T, Oike Y, Tomizawa K.
  • 雑誌名: Cell Metab 巻: 21 号: 3 ページ: 413-6
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2015.01.019
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TRPV2 is critical for the maintenance of cardiac structure and function in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Katanosaka Y, Iwasaki K, Ujihara Y, Takatsu S, Nishitsuji K, Kanagawa M, Sudo A, Toda T, Katanosaka K, Mohri S, Naruse K.
  • 雑誌名: Nat Comm 巻: 5 号: 1 ページ: 3932-3932
  • DOI: 10.1038/ncomms4932
  • NAID: 120005690060
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 脊椎動物の心臓進化：冠循環の血流特性と心臓メカニクスからの推測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 毛利 聡
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティコングレスセンター、浜松、日本
  • 年月日: 2017-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] 圧負荷によって誘導される不全心におけるjunctphilin-2の局在変化に及ぼすNCX-1の影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティコングレスセンター、浜松、日本
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] 脊椎動物の冠循環心臓及び非冠循環心臓におけるコネクチン弾性構造の決定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 花島章, 橋本謙, 氏原嘉洋, 本田威, 児玉 彩, 毛利聡
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティコングレスセンター、浜松、日本
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] コネクチンnovex-3アイソフォームはマウスにおいて胎児心筋細胞の分裂を促進する (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本 謙、児玉 彩、呼元知子、本田 威、花島 章、氏原嘉洋、毛利 聡
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松、日本
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] 心臓の機械特性制御分子コネクチンと陸棲脊椎動物進化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 毛利 聡
  • 学会等名: 日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: ウインクあいち、名古屋、日本
  • 年月日: 2017-01-20
  • 招待講演
• [学会発表] コネクチンの弾性構造解析による脊椎動物心臓進化解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 花島章, 橋本謙, 氏原嘉洋, 本田威, 児玉彩, 毛利聡
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議2017
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸、日本
  • 年月日: 2017-01-08
• [学会発表] Relationship between heart evolution and elastic structure of connectin in vertebrate (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Hanashima, Ken Hashimoto, Yoshihiro Ujihara, Takeshi Honda, Tomoko Yobimoto, Aya Kodama, Satoshi Mohri
  • 学会等名: The 22nd International congress of zoology
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会
• [学会発表] Fam64aは哺乳類出生時の心筋細胞分裂停止に関与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本謙、本田威、花島章、氏原嘉洋、毛利聡
  • 学会等名: 第68回日本生理学会中国四国地方会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山、日本
  • 年月日: 2016-11-06
• [学会発表] 哺乳類と鳥類の心臓は独立して進化し、同じ形に辿り着いた：バネ分子コネクチンによる心室機械特性からの考察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 毛利聡、花島章、本田威、氏原嘉洋、橋本謙
  • 学会等名: 第68回日本生理学会中国四国地方会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山、日本
  • 年月日: 2016-11-06
• [学会発表] 巨大弾性蛋白質コネクチンを指標とした脊椎動物心臓進化解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 花島章、橋本謙、氏原嘉洋、本田威、呼元知子、児玉彩、毛利聡
  • 学会等名: 日本進化学会第18回大会
  • 発表場所: 東京工業大学、東京、日本
  • 年月日: 2016-08-26
• [学会発表] 心筋バネ分子コネクチンによる肺呼吸脊椎動物における冠循環心臓進化の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 毛利聡、花島章、氏原嘉洋、橋本謙
  • 学会等名: 日本進化学会第18回大会
  • 発表場所: 東京工業大学、東京、日本
  • 年月日: 2016-08-25
• [学会発表] ゼブラフィッシュ横紋筋コネクチンの一次構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 花島 章, 橋本 謙, 氏原 嘉洋, 本田 威, 児玉 彩, 呼元 知子, 毛利 聡
  • 学会等名: 日本筋学会第２回学術集会
  • 発表場所: 国立精神・神経医療研究センター、東京、日本
  • 年月日: 2016-08-05
• [学会発表] Fam64aは低酸素によって誘導される哺乳類胎児心筋細胞の増殖に必須である (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本 謙, 本田 威, 花島 章, 氏原 嘉洋, 毛利 聡
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場、富山、日本
  • 年月日: 2016-04-27
• [学会発表] 心不全進行過程におけるNa+/Ca2+交換体の強制発現が心筋細胞の微細構造に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 氏原嘉洋, 橋本謙, 成瀬恵治, 毛利聡, 片野坂友紀
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場、富山, 日本
  • 年月日: 2016-04-27
• [学会発表] 冠循環及び非冠循環心臓におけるコネクチンの弾性構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 花島章、橋本謙、氏原嘉洋、本田威、呼元知子、毛利聡
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場、富山、日本
  • 年月日: 2016-04-26
• [学会発表] 圧力負荷による心不全進行過程のT管リモデリングにおけるNCX1の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 冠循環及び類洞循環を持つ脊椎動物の心臓における心筋コネクチンの弾性構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 花島章, 橋本謙, 氏原嘉洋, 本田威, 呼元知子, 毛利聡
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 出生時の酸素上昇による心筋細胞の分裂停止に関与する重要分子の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本謙, 本田威, 花島章, 氏原嘉洋, 毛利聡
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 心筋細胞におけるTRPV2を介したメカニカルシグナル経路 (2016)
  • 著者名/発表者名: 氏原 嘉洋, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
  • 学会等名: 日本機械学会 第28回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス（東京）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] 周産期における心筋タイチンのアイソフォーム転換機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本謙, 氏原嘉洋, 毛利聡
  • 学会等名: 第54回 日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋）
  • 年月日: 2015-05-09
• [学会発表] 出生時の心筋タイチンのアイソフォームスイッチ機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本 謙、氏原 嘉洋、毛利 聡
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫・神戸）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] 出生時の肺呼吸開始による酸素分圧上昇が心筋細胞の分裂停止に果たす役割の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本 謙、氏原 嘉洋、毛利 聡
  • 学会等名: 第66回 日本生理学会 中国四国地方会
  • 発表場所: 情報通信交流館 e-とぴあ・かがわ（香川・高松）
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] Translocation of desmin from intercalated discs in TRPV2-deficient myocytes (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Katanosaka, Yoshihiro Ujihara, Satoshi Mohri
  • 学会等名: Intermediate Filaments in Neuromuscular Disorders - Satellite Workshop to ICNMD2014
  • 発表場所: Nice Acropolis Convention Center, Nice, France
  • 年月日: 2014-07-06
• [学会発表] 心筋細胞T管膜のNa+/Ca2+交換体による局所Ca2+制御の重要性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 氏原 嘉洋, 岩崎 慶一朗, 高津 理美, 橋本 謙, 成瀬 恵治, 毛利 聡, 片野坂 友紀
  • 学会等名: 第53回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 仙台国際会議場（宮城・仙台）
  • 年月日: 2014-06-24 – 2014-06-26
• [学会発表] The critical role of Na+/Ca2+ exchanger on the maintenance of T-tubule structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ujihara, Satoshi Mohri, Yuki Katanosaka
  • 学会等名: 18th European BioEnergetics Conference
  • 発表場所: Faculdade de Ciencias da Universidade de Lisboa, Lisobon, Portugal
  • 年月日: 2014-06-12 – 2014-06-17