遺伝性洞性徐脈の新規因子同定および予防医学への応用

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K09111
• 研究機関: 国立研究開発法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 山崎 悟 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (70348796)
• 研究分担者: 北風 政史 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究開発基盤センター, 部長 (20294069)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 臨床遺伝 / 洞性徐脈 / ゲノム / 循環器 / 刺激伝導組織

研究実績の概要

本年度は、新規洞性徐脈家系の遺伝子変異を同定するために、以下のことを行った。これまでとは別家系の洞性徐脈家系を用いた解析を行ったところ、ある種のカリウムチャネルをコードする遺伝子Xの変異の同定に成功し、in vivoにおける解析により変異体において過剰に電流を流すことが明らかになった。続いて、この過剰な電流のメカニズムの解明を行うために、パッチクランプ法を用いてシングルチャネルの電流を測定した。その結果、野生型に対して変異体では、１つのチャネルに流れる電流量はかわらないが、チャネルの開口時間が延長していることが、明らかになった。次に、遺伝子Xのヒトの変異を導入したトランスジェニックゼブラフィッシュを作成し、病態の再現性について検討した（導入した遺伝子は、心房筋に特異的に発現するように操作し、mCherryという蛍光タンパクの発現をモニターする形で、確認した）。実際には、ゼブラフィッシュのembryo（３日後胚）を用いて、心拍数の測定を行った（この動物は透明で心臓にはGFPが発現するような操作をしているので、in vivoで連続的に測定可能である）。その結果、ゼブラフィッシュの野生型に対して、ヒトの変異を導入したゼブラフィッシュでは心房が肥大し、心拍数が減少した。一方、ヒトの正常遺伝子を導入したゼブラフィッシュでは、心拍数に変化はなかった。なお、神経系に影響は見られなかったので、導入した変異遺伝子の効果は、心臓に特異的であり、病態は再現される結果であった。

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

別家系の遺伝子Xの変異については、電気生理学的な解析をさらに詳細に行うことにより、この変異の機能障害のメカニズムを明らかにすることができた。またトランスジェニック動物の作成は予定通りに進み、ヒトの変異を導入した動物個体において、病態再現性を確認することができた。

今後の研究の推進方策

別家系の遺伝子Xの変異についてはトランスジェニック動物の作成が変異の病態再現性が確認できたので、in vitroのレベルも含めて、さらに阻害剤を用いた機能的レスキューの検討を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

前年は,別家系の機能解析に集中したが、予想されたよりも物品費の使用が抑えられた。それに加えて、今年度に変異機能のさらなる解析および成果発表を控えているため、その結果として次年度使用額が生じた。

使用計画としては、現在準備を進めている実験計画の遂行に物品費を充てる。また、学会などへの参加および研究関連のサポートも必要とされるため、これらについても前年と同じく費用を充てることを計画している。

研究成果

• [雑誌論文] Cartilage Intermediate Layer Protein 1 Suppresses TGF-β Signaling in Cardiac Fibroblasts (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Shindo, Masanori Asakura, Kyung-Duk Min, Shin Ito, Hai Ying Fu, Satoru Yamazaki, Ayako Takahashi, Miki Imazu, Hiroki Fukuda, Yuri Nakajima, Hiroshi Asanuma, Tetsuo Minamino, Seiji Takashima, Naoto Minamino, Naoki Mochizuki, Masafumi Kitakaze
  • 雑誌名: International Journal of Gerontology 巻: 11 ページ: 67-74
  • DOI: 10.1016/j.ijge.2017.01.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] DPP4 阻害薬alogliptin は、アデノシン依存性のメカニズムを介して、虚血/ 再潅流障害を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 山﨑悟、伊原まどか、浅沼博司、北風政史
  • 学会等名: 第38回日本循環制御医学会総会・学術集会
• [学会発表] Cardiac microdialysis enables us to monitor myocardial interstitial microRNA levels in an in-vivo beating rat heart during ischaemia/reperfusion (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Shimizu, S. Yamazaki, T. Akiyama, T. Kawada, J.T. Pearson,T. Shishido, M. Sugimachi
  • 学会等名: ESC Congress2017
  • 国際学会
• [学会発表] 再灌流は、虚血心筋での血管内皮細胞特異的microRNA 分泌を亢進する (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水秀二、山崎 悟、川田 徹、秋山 剛、羽山陽介、James T Pearson、宍戸稔聡、杉町勝
  • 学会等名: 第110回 日本生理学会近畿生理学談話会
• [学会発表] エクソーム解析基盤を用いた日本人変異解析における解析手法の検証と可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林 香織、今井 敦子、山崎 悟,、菊地 正隆,、足尾 勉,、上條 憲一,、松村 泰志、中谷 明弘
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会