本態性高血圧症および心不全発症機構に関する包括的ゲノム解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13204075
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 間野 博行 自治医科大学, 医学部, 教授 (90240704)
• 研究分担者: 梶井 英治 自治医科大学, 医学部, 教授 (40204391) ; 島田 和幸 自治医科大学, 医学部, 教授 (90145128)
• キーワード: DNAチップ / Dahlラット / 心不全

研究概要

・新生仔ラット培養心筋細胞にエンドセリン-1、ノルエピネフリン、カルジオトロフィン-1、アンギオテンシンIIなどの心肥大誘導因子を添加し、各因子が具体的にどの様な細胞内変化を介して心肥大をもたらすかをDNAマイクロアレイを用いて解析した。その結果各因子が、部分的にオーバーラップするもののそれぞれ固有の細胞内シグナルを惹起することが判った。
・遺伝的に食塩感受性であるDahlラットは、高食塩含有食摂取によって速やかに高血圧→心肥大→うっ血性心不全へと移行する。我々はこれら各病期のDahlラット心室筋よりRNAを抽出しDNAマイクロアレイを用いて解析することで、「心肥大の発症」および「心肥大から心不全への移行」にどの様な遺伝子発現の変化があるかを検討した。6週令のDahlラットに食塩負荷を開始したところ、翌週には高血圧が発症し、11週令まで高血圧・心肥大が進行した。しかし13週令の時点で心機能の低下、心拡大が生じ、うっ血性心不全への移行が確認された。食塩負荷プラス群とマイナスのコントロール群それぞれから、各週令のラット2匹より心筋を取り出し、DNAマイクロアレイにて解析した。得られたデータのうち食塩負荷早期に発現誘導が生じる遺伝子は心肥大発症に関与すると予想され、また11週令から13週令の間に大きく発現量が変化するものは心不全への移行に関与する遺伝子群である可能性が高い。約8800種類のラット遺伝子を配置したAffymetrix社のGeneChipを用いて発現解析を行った結果、8週令の時点で食塩負荷群においてのみ発現が誘導される遺伝子が計5個同定された。さらに本解析を通して発現がいったん誘導された後心不全への移行に伴って低下する遺伝子や、負荷前から発現が活性化されているが心不全発症期に低下する遺伝子など、興味深い動態を示す遺伝子群が複数同定された。
・心臓弁膜症あるいは原発性肺高血圧症の患者心筋よりRNAを抽出し、GeneChipシステムにて解析を行った。その結果ユビキチン依存性蛋白分解系路に属するプロテアゾーム複合体の遺伝子が、心内圧依存性に誘導されることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Ohki, R. et al.: "Identification of mechanically induced genes in human monocytic cells by DNA microarrays"J.Hypertens.. (in press).
• [文献書誌] Bony, C. et al.: "A specific role of phosphatidylinositol 3-kinase γ : a regulation of autonomic Ca^<2+> oscillation in cardiac cells"J.Cell.Biol.. 152. 717-727 (2001)
• [文献書誌] Miyazato, A. et al.: "Identification of myelodysplastic syndrome-specific genes by DNA microarray analysis with purified hematopoietic stem cell fraction"Blood. 98. 422-427 (2001)
• [文献書誌] Ohmine, K. et al.: "Characterization of stage progression in chronic myeloid leukemia by DNA microarray with purified hematopoietic stem cells"Oncogene. 20. 8249-8257 (2001)
• [文献書誌] Yamashita, Y. et al.: "Sak serine/threonine kinase acts as an effector of Tec tyrosine kinase"J.Biol.Chem.. 276. 39012-39020 (2001)
• [文献書誌] Makishima, H. et al.: "DNA microarray analysis of T-cell type lymphoproliferative disease of granular lymphocytes"Br.J.Haematol.. (in press).