ホスホリラーゼ異常リン酸化による心不全発症機序の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K09134
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 今野 哲雄 金沢大学, 医学系, 助教 (50377389)
• 研究分担者: 林 研至 金沢大学, 附属病院, 助教 (00422642) ; 小田 彰史 名城大学, 薬学部, 教授 (50433511)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ホスホリラーゼ / リン酸化 / 肥大型心筋症

研究実績の概要

申請者は肥大型心筋症患者でPRKAG2遺伝子変異を同定し、変異をマウスに導入すると筋型グリコーゲンホスホリラーゼに特異的な異常スレオニンリン酸化が生じることを見いだした。本研究の目的は、肥大型心筋症における[1] 筋型グリコーゲンホスホリラーゼ(mGP)異常スレオニンリン酸化の機能的意義を明らかにし、新規心不全発症機序を解明することである。リン酸化部位のスレオニンを負電荷を持つアスパラギン酸で置換することにより、スレオニン部位が恒常的にリン酸化された擬似状態を作成可能である。一方、スレオニンのアラニンへの置換は、脱リン酸化されたスレオニンの擬似状態となる。平成28年度は、mGPの野生型および今回同定したX番スレオニンの置換変異型（Thr X Asp、Thr X Ala）のタグ融合mGP蛋白発現コンストラストを作成した。作成したコンストラクトを培養細胞にトランスフェクションさせ、WT-mGP, ThrXAla-mGP, ThrXAsp-mGPを生成した。NADPH産生量を指標にIn vitroにてmGP活性を測定したところ (Forward 反応)、ThrXAsp-mGPはWT-mGTおよびThrXAla-mGPと比較して有意にホスホリラーゼ活性が低下することが明らかとなった。この傾向は、試験管内にAMPを添加することにより更に明確となった。平成29年度はReverse反応（ゲルアッセイによるmGP活性測定系）によって変異型mGP機能を解析した。Reverse反応においてもForward反応と同様に、ThrXAsp-mGPはWT-mGTおよびThrXAla-mGPと比較して有意にホスホリラーゼ活性が低下することが明らかとなった。次世代シーケンス手法を用いて、肥大型心筋症発端者30例を対象に更なるPRKAG2変異のスクリーニングを行ったが、同遺伝子の変異は検出されなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Late Gadolinium Enhancement for Prediction of Mutation-Positive Hypertrophic Cardiomyopathy on the Basis of Panel-Wide Sequencing. (2018)
  • 著者名/発表者名: Teramoto R, Fujino N, Konno T, Nomura A, Nagata Y, Tsuda T, Tada H, Sakata K, Yamagishi M, Hayashi K, Kawashiri MA.
  • 雑誌名: Circ J. 巻: 82 ページ: 1139-1148
  • DOI: doi: 10.1253/circj.CJ-17-1012.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characteristics of induced pluripotent stem cells from clinically divergent female monozygotic twins with Danon disease. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S, Nakanishi C, Okada H, Mori M, Yokawa J, Yoshimuta T, Ohta K, Konno T, Fujino N, Kawashiri MA, Yachie A, Yamagishi M, Hayashi K.
  • 雑誌名: J Mol Cell Cardiol 巻: 114 ページ: 234-242.
  • DOI: doi: 10.1016/j.yjmcc.2017.11.019.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat Failure Phenotypes Induced by Knockdown of DAPIT in Zebrafish: A New Insight into Mechanism of Dilated Cardiomyopathy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagata Y, Yamagishi M, Konno T, Nakanishi C, Asano Y, Ito S, Nakajima Y, Seguchi O, Fujino N, Kawashiri MA, Takashima S, Kitakaze M, Hayashi K.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 ページ: 17417-17417.
  • DOI: doi: 10.1038/s41598-017-17572-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of T wave amplitude in lead aVR on predicting cardiac events in ischemic and nonischemic cardiomyopathy patients with an implantable cardioverter defibrillator. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Konno T, Tamura Y, Tsuda T, Furusho H, Takamura M, Sakata K, Yamagishi M, Hayashi K.
  • 雑誌名: Ann Noninvasive Electrocardiol. 巻: 22 ページ: 12452-12452
  • DOI: doi: 10.1111/anec.12452.
  • 査読あり