「心臓チャネル病」の核酸医療の動物モデルでのproof-of-concept

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15049
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 古川 哲史 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (80251552)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 不整脈 / イオンチャネル / 突然死

研究実績の概要

心臓チャネル病は、家族性突然死症候群の主要な原因であり、有効な治療法がないことから新たな治療戦略の確立が望まれている。マウスで遺伝子獲得変異を導入することで心臓チャネル病の動物モデルを構築し、新たな治療法の確立を目指した。心臓チャネル病モデルマウスは、心臓カリウムチャネル遺伝子Kir2.1に機能獲得変異を導入することにより、QT短縮症候群モデルを作成した。これに対する治療戦略は、当初の計画では機能獲得遺伝子に対する核酸医薬品を用いた抑制による治療を行うことを予定していた。核酸医薬品としてアンチセンスオリゴDNAを用いたが肝臓に主に取り込まれた。投与量を増やすことにより心臓にも取り込まれるようになったが、肝臓への取り込みが過剰となり肝障害の副作用が回避できないことが分かった。そこで、Crispr/Cas9によるゲノム編集技術を利用することに計画を変更した。In vitroでCrispr/Cas9がKir2.1のドミナントネガティブ変異を導入することにより、Kir2.1の機能が抑制できることを確認した。そこで、in vivoで同ドミナントネガティブ変異の導入を行った。静脈注射、直接心筋注入により心筋細胞にドミナントネガティブ変異が導入されること、心筋細胞イオンチャネル機能が修飾することが確認された。問題点として、導入効率が高くないため治療戦略とするのは困難と考え、ドミナントネガティブ変異のCrispr/Cas9による導入をAAV9ベクターによる導入に切り替えることとした。ウイルスベクターで導入するためには、Cas9をより短いSaCas9にする必要があり、これに変更してin vivoでの導入の最適化を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Intravital imaging of Ca2+ signals in lymphocytes of Ca2+ biosensor transgenic mice: indication of autoimmune diseases before the pathological onset (2016)
  • 著者名/発表者名: 93. Yoshioka S, Usami T, Kikuta J, Ishii M, Sasano T, Sugiyama K, Furukawa T, Nakasho E, Takayanagi H, Tedder T, Karasuyama H, Kiyawami A, Adachi T
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 1 ページ: 18738
  • DOI: 10.1038/srep18738
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-fat diet increases vulnerability to atrial arrhythmia by conduction disturbance via miR-27b (2016)
  • 著者名/発表者名: 94. Takahashi K, Sasano T, Sugiyama K, Kurokawa J, Tamura N, Soejima Y, Sawabe M, Isobe M, Furukawa T
  • 雑誌名: journal of Molecular Cellular Cardiology 巻: 90 ページ: 38-46
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2015.11.034
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Oxidative stress induced ventricular arrhythmia and impairment of cardiac function in Nos1ap deleted mice (2016)
  • 著者名/発表者名: 95. Sugiyama K, Sasano T, Kurokawa J, Takahashi K, Okamura T, Kato N, Isobe M, Furukawa T
  • 雑誌名: International Heart Journal 巻: 57 ページ: 341-349
  • DOI: 10.1536/ihj.15-471
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genetic defects in a His-Purkinje system transcription factor, IRX3, cause lethal cardiac arrhythmias (2016)
  • 著者名/発表者名: 96. Koizumi A, Sasano T, Kimura W, Miyamoto Y, Aiba T, Ishikawa T, Nogami A, Fukamizu S, Sakurada H, Takahashi Y, Nakamura H, Ishikura T, Koseki H, Arimura T, Kimura A, Hirao K, Isobe M, Shimizu W, Miura N, Furukawa T
  • 雑誌名: European Heart Journal 巻: 37 ページ: 1469-1475
  • DOI: 10.1093/eurheartj/ehv449
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A distribution analysis of action potential parameters obtained from patch-clamped human stem cell-derived cardiomyocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: 97. Lopez-Redondo F, Kurokawa J, Nomura F, Kaneko T, Hamada T, Furukawa T, Yasuda K
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Science 巻: 131 ページ: 141-145
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2016.04.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel dielectric coagulation identifies hypercoagulability in patients with a high CHADS2 score without atrial fibrillation (2016)
  • 著者名/発表者名: 99. Hasegawa Y, Hamada S, Nishimura T, Sasaki T, Ebana Y, Kawabata M, Goya M, Isobe M, Koyama T, Furukawa T, Hirao K, Sasano T
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 11 ページ: e0156557
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0156557
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel dielectric coagulation identifies hypercoagulability in patients with a high CHADS2 score without atrial fibrillation (2016)
  • 著者名/発表者名: Okata S, Yuasa S, Suzuki T, Ito S, Makita N, Yoshida T, Li M, Kurokawa J, Seki T, Egashira T, Aizawa Y, Kodaira M, Motoda C, Yozu G, Shimojima M, Hayashiji N, Hashimoto H, Kuroda Y, Tanaka A, Murata M, Aiba T, Shimizu W, Horie M, Kamiya K, Furukawa T, Fukuda K
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 34198
  • DOI: 10.1038/srep34198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic variants associated with susceptibility to atrial fibrillation in Japanese population (2016)
  • 著者名/発表者名: Liu L, Ebana Y, Nitta JI, Takahashi Y, Miyazaki S, Tanaka T, Komura M, Isobe M, Furukawa T
  • 雑誌名: Canadean Journal of Cardiology 巻: 33 ページ: 443-449
  • DOI: 10.1016/j.cjca.2016.10.029
  • 査読あり
• [学会発表] 女性ホルモンが心電図QT間隔に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田村文弥、家田真樹、鈴木岳之、福田恵一、中谷晴昭、原田信広、古川哲史、 黒川洵子
  • 学会等名: 日本適応医 学会学術集会
  • 発表場所: 東京コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-12-16
• [学会発表] ヒト iPS由来心筋細胞の動きベクトル解析による抗がん剤心毒性の評価法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒川洵子、児玉昌美、高橋健太郎、諫田泰成、古川哲史
  • 学会等名: 第26回日 本循環薬理学会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] Individual evaluation of whole blood coagulability and factor Xa activity by novel dielectric blood coagulometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Sasano T, Hamada S, Hasegawa Y, Nishimura T, Yoshitake T, Shiohira S, Sasaki T, Kawabata M, Goya M, Isobe M, Furukawa T, Hirao K
  • 学会等名: 第63回日本不整脈心電学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-07-17
• [学会発表] Common genetic variants indicate the risk of atrial fibrillation in Japanese population (2016)
  • 著者名/発表者名: Lian Liu, Yusuke Ebana, Jun-ichi Nitta, Yoshihide Takahashi, Shinsuke Miyazaki, Toshihiro Tanaka, Masatoshi Komura, Mitsuaki Isobe, Tetsushi Furukawa.
  • 学会等名: 第63回日本不整脈心電学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-07-16
• [学会発表] トランスジェニックマウスを利用した心筋遅延整流性カリ ウムチャネル分子複合体の探索と解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田俊、児玉昌美、永森收志，五十棲規嘉、藤塚美紀，金井好克，古川哲史， 黒川洵子
  • 学会等名: 第134回日本薬理学会関東部会
  • 発表場所: 国際医療福祉大学
  • 年月日: 2016-07-09
• [学会発表] Oxidative Stress Induced Ventricular Arrhythmia and Impairment of Cardiac Function in Nos1ap Deleted Mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Sasano T, Sugiyama K, Kurokawa J, Takahashi K, Okamura T, Kato N, Isobe M, Furukawa T
  • 学会等名: The 9th international conference on the biology, chemistry, and therapeutic approach of Nitric Oxide
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-05-22
• [学会発表] Regulation of cardiac L-type Ca2+ channel via a progesterone receptor (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa J, Kodama M, Furukawa T
  • 学会等名: The 9th international conference on the biology, chemistry, and therapeutic approach of Nitric Oxide
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-05-22
• [学会発表] Gene-Guided Therapy in AF (2016)
  • 著者名/発表者名: Furukawa T, Liu L, Ebana Y, Nitta J, Takahashi Y, Miyazaki M, Isobe M, Tanaka T
  • 学会等名: Heart Rhythm Society's 37th Annual Scientific Sessions
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2016-05-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 循環器薬の選び方と使い分け (2017)
  • 著者名/発表者名: 古川哲史
  • 総ページ数: 147
  • 出版者: 総合医学社
• [図書] 循環器治療薬パーフェクトガイド (2016)
  • 著者名/発表者名: 古川哲史
  • 総ページ数: 132
  • 出版者: 総合医学社