適応性心リモデリングとその破綻による不整脈発生機転の統合的解明

2010 年度 実績報告書

• 研究領域: 統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
• 研究課題/領域番号: 22136008
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 井上 隆司 福岡大学, 医学部, 教授 (30232573)
• 研究分担者: 入部 玄太郎 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (90284885) ; 仲矢 道雄 九州大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (80464387)
• キーワード: 不整脈 / ストレス / 心リモデリング / イオンチャネル / TRP蛋白質 / Caハンドリング異常 / 神経体液性因子 / 圧負荷

研究概要

心血管病態との密接な関与が知られる、ストレス応答性Ca^<2+>チャネル分子TRP蛋白質が、不整脈基質形成や異常興奮誘発に果たす役割を明らかにするため、(a)発現系、心筋細胞一次培養系、不整脈モデル動物を用いた実証的研究を行い、(b)それによって得られた結果をフィードバックして、臨床医学的応用が可能な、より精緻な数理モデルに基づいた多階層システムバイオロジープラットホーム上のシミュレーションの完成を推し進めることを目的として、以下の研究に着手した。
H22年度は、発現系、心筋細胞一次培養株HL-1を用いて、プルキンエ線維の伝導障害や圧負荷に伴う不整脈基質として注目されているTRPM4チャネルの定量的な解析を進めた。その結果、(1)HL-1細胞にはTRPM4の有意な発現があり、細胞内Ca濃度の上昇によって活性化されること、(2)膜脱分極作用によって活動電位の発生頻度を増加させることが明らかとなった。更に、圧負荷ラットモデル、神経体液性因子負荷ラットモデルから得られた心筋組織を用いて、心筋ストレスによる心筋細胞内のシグナル伝達の変化について、TRPM4を中心とした網羅的解析を進めた結果、(3)心室筋より心房筋における発現が数倍高いこと、(4)1週間程度の短期間の圧負荷では発現の増加は見られないことが明らかとなった。
今後は、発現系においてTRPM4活性化のキネティクスを精査し、シミュレーションモデルに組み込み、それと同時に、心不全を起こす程度の長期圧負荷が、TRPM4と関連した不整脈基質形成過程に与える影響についての検討も進める。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative measurement of intracellular Ca^<2+> and calmodulin binding to target molecules using Fura-2 and CFP/YFP based FRET imaging in living cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mori MX, Imai Y, Itsuki K, Inoue R
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Counteracting effect of TRPC1-asscoiated Ca^<2+> influx on TNFα induced COX-2-dependent prostaglandin E_2 production in human colonic myofibroblasts (2011)
  • 著者名/発表者名: Hai L, Kawarabayashi Y, Imai Y, Honda A, Inoue R
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Angiotensin II receptor signaling by cysteine modification of NF-κB. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Kitajima N, Saiki S, Nakaya M, Kurose H.
  • 雑誌名: Nitric Oxide 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterologous down-regulation of angiotensin type 1 receptors by purinergic P2Y2 receptor stimulation through S-nitrosylation of NF-κB. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Ogushi M, Suda R, Toyotaka M, Saiki S, Kitajima N, Nakaya M, Kim KM, Ide T, Sato Y, Inoue K, Kurose H.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 108(16) ページ: 6662-6667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+> Influx and protein scaffolding via TRPC3 sustain PKCβ and ERK activation in B cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Numaga T, Nishida M, Kiyonaka S, Kato K, Katano M, Mori E, Kurosaki E, Inoue R, Hikida M, Putney, Jr, JW, Mori Y
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 123(6) ページ: 927-938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of TRPC6 channels at Thr^<69> is required for anti-hypertrophic effects of phosphodiesterase 5 inhibition. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Watanabe K, Satoh Y, Nakaya M, Kitajima N, Ide T, Inoue R, Kurose H
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 285(17) ページ: 13244-13253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of TRPC6 channel activity contributes to the anti-hypertrophic effects of natriuretic peptides-guanylyl cyclase-A signaling in the heart. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Kuwahara K, Nishida M, Jian Z, Rong X, Kiyonaka S, Kuwabara Y, Kurose H, Inoue R, Mori Y, Li Y, Nakagawa Y, Usami S, Fujiwara M, Yamada Y, Minami T, Ueshima K, Nakao K
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: 106(12) ページ: 1849-1860
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of cardiovascular TRP channel functions along the NO-cGMP-PKG axis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue R, Shi J, Jian Z, Imai Y
  • 雑誌名: Expert Review of Clinical Pharmacology 巻: 285(17) ページ: 347-360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual signaling pathways of arterial constriction by extracellular UTP in the rat. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugihara M, Morita H, Matsuda M, Umebayashi H, Kajioka S, Ito S, Nishida M, Inoue R, Futatsuki T, Yamazaki J, Mori Y, Inoue R, Ito Y, Abe K, Hirata M.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 巻: 115(3) ページ: 293-308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of axial stretch on sarcolemmal BKCa channels in post-hatch chick ventricular myocytes. in living cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Iribe G, Jin H, Kaihara K, Naruse K
  • 雑誌名: Exp Physiol. 巻: 95(6) ページ: 699-711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pertussis toxin up-regulates angiotensin type 1 receptors through Toll-like receptor 4-mediated Rac activation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Suda R, Nagamatsu Y, Tanabe S, Onohara N, Nakaya M, Kanaho Y, Shibata T, Uchida K, Sumimoto H, Sato Y, Kurose H.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285(20) ページ: 15268-15277
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞内脂質メディエーターの細胞機能疾患 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上隆司
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] Quantitative semi-simultaneous imaging of Ca^<2+> and Ca^<2+>-dependent calmodulin interactions by FRET. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori M, Imai Y, Isuki K, Inoue R.
  • 学会等名: The 9^<th> Korea-Japan Joint Symposium
  • 発表場所: Kagoshima
  • 年月日: 2010-11-26
• [学会発表] 多階層統合生体シミュレーションから生命機能の理解と予測医学の実現を目指して (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上隆司
  • 学会等名: 文科省新学術領域研究「多階層生体機能学」キックオフシンポジウム
  • 発表場所: 大阪(講演)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 心血管CaチャネルTRPC6の機能と制御-受容体。機械刺激応答性のリン酸化を介した統合的制御機構- (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上隆司
  • 学会等名: 第13回札幌高血圧セミナー
  • 発表場所: 札幌(特別講演)
  • 年月日: 2010-07-09
• [図書] TRP channels and blood pressure regulation. In : TRP channel in health and disease : Implications for Diagnosis and Therapy. (ed., A.Szallasi.) (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue R, Shi J.
  • 総ページ数: 171-196
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [備考] 個人用ホームページ
  • URL: http://www.med.fukuoka-u.ac.jp/physiol/index-j.htm
• [備考] 新学術領域「多階層生体機能学」ホームページ
  • URL: http://hd-physiology.jp/
• [備考] 所属機関ホームページ
  • URL: http://www.med.fukuoka-u.ac.jp/research/scholar/