内因性心筋再生の増幅を目的とした心筋細胞Hippo-YAP経路の制御方法の開発

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K09132
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 武田 憲文 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60436483)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 心筋細胞分裂 / Hippo-YAP経路 / 創薬

研究実績の概要

従来、哺乳類の成体心筋細胞は分裂しないと考えられてきたが、僅かにターンオーバー（新陳代謝）していることが実証され、その主な起源（細胞種）として、既存の心筋細胞の分裂が注目されている。臓器や器官の「適切な大きさ（増殖速度）」を決めるHippo-YAP経路が、心筋細胞の増殖にも関与するという報告があるが、その制御機構やHippo経路の最終的なエフェクター（転写補因子）であるYAPやTAZの標的因子は十分に検討されておらず、またその制御方法も不明である。本課題では、成体心筋細胞の増殖能を制御し得るシグナル伝達系としてHippo-YAP経路に着目し、これを制御する薬剤の創出を試みる。
約20,000種類の未知化合物ライブラリーから、上皮細胞でのYAP, TAZ活性化を指標に１次スクリーニングを施行し、次に、ラット新生児心筋細胞の増殖能に与える効果について、DNA合成（EdU取り込み）、核分裂（pH3染色）、細胞質分裂（Aurora B染色）、細胞周期（Fucci indicator）を指標に2次スクリーニングを行った。最も活性が高かった化合物TAZ-12について、現在までに約20種類の側鎖・構造改変を実施し、生体内でも活性度が高い（分解されにくい）と考えられるフッ素化化合物TAZ-Kを創出した（増殖能も増幅）。インビトロの検討では、化合物TAZ-KはWnt経路活性化作用やNRF2酸化ストレス応答系の活性化にも関与していた。
今後は、さらに詳細な作用機序の検証を行うと共に、マウス心筋梗塞モデルや拡張型心筋症モデルの心機能や心筋細胞の増殖能に与える影響を検証する予定である。

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

Hippo-YAP/TAZ経路の活性化および心筋細胞の増殖能や細胞周期を指標にして、未知化合物（20,000種類）のスクリーニング作業を実施し、活性度が高く毒性も少ない化合物TAZ-12を選出できた。側鎖・構造変換の結果として、さらに効能が高いフッ素化化合物TAZ-Kの創出にも成功した。

今後の研究の推進方策

RNA-seqによる網羅的な発現解析などで、さらに詳細な作用機序を解析するとともに、マウス心筋梗塞モデル心機能や心筋細胞の増殖能に与える影響を検証する予定である。

次年度使用額が生じた理由

2017年3月使用を予定していた物品の納入が、2017年4月の納入となったために、若干の消耗品分の予算を繰越とした。

次年度使用額の使用計画

上記の物品の納入後（2017年4月）に使用する予定であり、全体の実験計画の遅延には繋がらない。

研究成果

• [雑誌論文] Prostaglandin E2 signaling as a target of anti-cardiac fibrosis in heart failure treatment (2017)
  • 著者名/発表者名: Harada M, Takeda N, Toko H.
  • 雑誌名: Int Heart J 巻: 58 ページ: 3-4
  • DOI: 10.1536/ihj.16-614
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dysbiosis and compositional alterations with aging in the gut microbiota of patients with heart failure (2017)
  • 著者名/発表者名: Kamo T, Akazawa H, Suda W, Saga-Kamo A, Shimizu Y, Yagi H, Liu Q, Nomura S, Naito AT, Takeda N, Harada M, Toko H, Kumagai H, Ikeda Y, Takimoto E, Suzuki JI, Honda K, Morita H, Hattori M, Komuro I.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 ページ: e0174099
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0174099
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Periodontitis may deteriorate sinus of Valsalva dilatation in Marfan syndrome patients (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki JI, Imai Y, Aoki M, Fujita D, Takeda N, Aoyama N, Wakayama K, Ikeda Y, Kumagai H, Akazawa H, Izumi Y, Isobe M, Komuro I, Hirata Y.
  • 雑誌名: Int Heart J 巻: 57 ページ: 456-460
  • DOI: 10.1536/ihj.15-395
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pathophysiology and management of cardiovascular manifestations in Marfan and Loeys-Dietz syndrome (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeda N, Yagi H, Hara H, Fujiwara T, Fujita D, Nawata K, Inuzuka R, Taniguchi Y, Harada M, Toko H, Akazawa H, Komuro I.
  • 雑誌名: Int Heart J 巻: 57 ページ: 271-277
  • DOI: 10.1536/ihj.16-094
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fukutin gene mutations that cause left ventricular noncompaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Amiya E, Morita H, Hatano M, Nitta D, Hosoya Y, Maki H, Motozawa Y, Sato N, Ishiura H, Numakura S, Shintani Y, Kinugawa K, Takeda N, Shimizu J, Tsuji S, Komuro I.
  • 雑誌名: Int J Cardiol 巻: 222 ページ: 727-729
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.08.011
  • 査読あり
• [学会発表] マルファン症候群における最新の知見-RA系抑制を含めて (2017)
  • 著者名/発表者名: 武田憲文
  • 学会等名: 循環器疾患研究会
  • 発表場所: 興和創薬（株）本社会議室（東京都中央区）
  • 年月日: 2017-03-04 – 2017-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] 心筋細胞の分裂機構の解明・制御と医療への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原弘典, 武田憲文, 小室一成
  • 学会等名: 第4回東京未来医療フォーラム
  • 発表場所: 東京ガーデンパレスホテル（東京都文京区）
  • 年月日: 2017-02-03 – 2017-02-03
• [学会発表] 心筋細胞増殖・心筋保護作用を有し、心筋再生を促進する薬剤開発の試み (2017)
  • 著者名/発表者名: 原弘典, 武田憲文, 小室一成
  • 学会等名: 第8回東京循環器専門医交流会
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • 年月日: 2017-01-21 – 2017-01-21
• [学会発表] Hippo-YAP/TAZ-TEADs経路を標的とした、心筋細胞増殖と心筋再生を促進する薬剤開発の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 原弘典, 武田憲文, 小室一成
  • 学会等名: 第4回Heart Science Club
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-12-17 – 2016-12-17
• [学会発表] 心臓線維化の病態と制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田憲文
  • 学会等名: 第37回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 京都勧業館みやこめっせ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-16 – 2016-06-17
  • 招待講演
• [産業財産権] 新規化合物、並びにそれを有効成分とする心筋細胞増殖誘導剤及び心筋の機能障害を伴う疾患の治療剤 (2016)
  • 発明者名: 小室一成、武田憲文、原弘典、内山真伸、斉藤竜男、畑裕
  • 権利者名: 小室一成、武田憲文、原弘典、内山真伸、斉藤竜男、畑裕
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2016-244870
  • 出願年月日: 2016-12-16