長鎖非コードRNAを用いた心筋再生の改善とその分子基盤の解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K19396
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 西山 崇比古 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (20464844)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 心筋再生 / 長鎖非コードRNA

研究実績の概要

本研究では、non coding RNAでもまだ機能が十分に解明されていないlong intergenic non cdiding RNA (lincRNA)に着目している。かつては意味のない配列と考えられていたnon coding RNAであるが、今までは転写制御に関する重要な機能を持つことがわかってきている。今までにも、心臓発生では心筋特異的microRNA配列の解析が進んでおり、心臓で高発現するmicroRNAの特異的欠損マウスでは、心臓に重大な欠陥を呈することがわか ってきている。また、ＥＳ細胞をはじめとした幹細胞を用いた研究でも、心筋分化をmicroRNAが効率上昇に寄与することがわかってきている。心筋特異的なlinc RNAの作用機序に関する具体的な報告はまだ少なく、クロマチン修飾によってエピジェネティックな転写制御を心臓発生、心筋分化過程で解明することを目標としている。心筋分化誘導の最終的な応用は再生医学という実臨床へ結び付けることを目的としている。現在、iPS細胞の心筋分化誘導が確立されており、より効果的な心筋分化誘導を開発することが将来の心筋再生医療への大きな発展となる。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

心臓発生と心筋分化誘導下において必要なlinc RNAを同定するためにマウス胎児、出生後、成獣からＲＮＡを抽出した。また、ＥＳ細 胞から心筋分化誘導し作成した心筋細胞と未分化状態のＥＳ細胞からＲＮＡを抽出した。これらの、サンプルより心筋特異的なlinc RNAを特定することができた。免疫クロマチン沈降を施行し、心筋特異的なlinc RNAと関連するヒストン修飾因子の同定をおこなっているが、現在明らかなに分化誘導に関する因子の特定に至っていないために予定よりも遅れを認めている。

今後の研究の推進方策

同定した心筋特異的linc　RNAに対する特異的抗体を用いて、転写因子や結合タンパク質の同定、ＤＮＡとの相互作用やヒストン修飾 のゲノム上での局在を同定する。心臓発生における作用を調べるために、ＥＳ細胞やマウス心臓、ips細胞からのサンプルを用いる予 定である。ヒストンの翻訳後修飾は様々な細胞機能制御に重要な役割を果たすことがわかっているが、遺伝子の発現やクロマチン構造 の制御には特にヒストンＨ３の9番のメチル化が注目されている。遺伝子の発現制御やゲノムの安定性関わるヘテロクロマチンの維持に重要であるメチル化酵素、脱メチル化酵素、複合タンパク質との相互作用に重点をおいて解析する。免疫クロマチン沈降のみでは修 飾因子の同定が困難である場合には次世代シークエンサーを用いてより詳細な解析を加える。

次年度使用額が生じた理由

心臓発生における作用を調べるために、ＥＳ細胞やマウス心臓、ips細胞からのサンプルを用いる予定である。そのために、材料の維持費用と培養試薬の調整が必要であったため。 ヒストンの翻訳後修飾は様々な細胞機能制御に重要な役割を果たすことがわかっているが、遺伝子の発現やクロマチン構造の制御には 特にヒストンＨ３の9番のメチル化が注目されている。遺伝子の発現制御やゲノムの安定性関わるヘテロクロマチンの維持に重要であるメチル化酵素、脱メチル化酵素、複合タンパク質との相互作用に重点をおいて解析する。免疫クロマチン沈降のみでは修飾因子の同 定が困難である場合には次世代シークエンサーを用いてより詳細な解析を加える必要性が生じたため。

次年度使用額の使用計画

心筋特異的linc RNAの結合因子の同定と、免疫沈降法を用いてエピジェネティックな機構を中心に機能解析をすすめる。心臓線維芽細胞から心筋細胞直接誘導を行う技術とを組み合わせ、心筋分化促進に向かう誘導を試みる。最終的には、心筋再生効率の上昇を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Vein of Marshall partially isolated with radiofrequency ablation from the endocardium (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin Kashimura, Takahiko Nishiyama, Takehiro Kimura, Nobuhiro Nishiyama, Yoshiyasu Aizawa, Seiji Takatsuki
  • 雑誌名: Heart Rhythm Case Reports 巻: 3 ページ: 120-123
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.hrcr.2016.08.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discrimination Between QRS and T Waves Using a Right Parasternal Lead for S-ICD in a Patient with a Single Ventricle (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama T, Kimura T, Nishiyama N, Aizawa Y, Fukuda K, Takatsuki S
  • 雑誌名: Pacing Clinical Electrophysiolgy 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/pace.13046
  • 査読あり
• [雑誌論文] The histone 3 lysine 9 methyltransferase inhibitor chaetocin improves prognosis in a rat model of high salt diet-induced heart failure (2017)
  • 著者名/発表者名: Ono T, Kamimura N, Matsuhashi T, Nagai T, Nishiyama T, Endo J, Hishiki T, Nakanishi T, Shimizu N, Tanaka H, Ohta S, Suematsu M, Ieda M, Sano M, Fukuda K, Kaneda R
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 ページ: 39752
  • DOI: 10.1038/srep39752
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Predictive factor and clinical consequence of left bundle-branch block after a transcatheter aortic valve implantation (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama T, Tanosaki S, Tanaka M, Yanagisawa R, Yashima F, Kimura T, Arai T, Tsuruta H, Murata M, Aizawa Y, Kohno T, Maekawa Y, Hayashida K, Takatsuki S, Fukuda K.
  • 雑誌名: Int J Cardiol. 巻: 227 ページ: 25-29
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.11.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] An RyR2 mutation found in a family with a short-coupled variant of torsade de pointes (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimura M, Fujisawa T, Aizawa Y, Matsuhashi N, Ito S, Nakajima K, Kashimura S, Kunitomi A, Katsumata Y, Nishiyama T, Kimura T, Nishiyama N, Yuasa S, Takatsuki S, Kosaki K, Fukuda K
  • 雑誌名: Int J Cardiol. 巻: 227 ページ: 367-369
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.11.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] The absence of a left atrial appendage in a patient with paroxysmal atrial fibrillation with a persistent left superior vena cava (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsumata Y, Kashimura S, Nishiyama T, Kimura T, Takatsuki S
  • 雑誌名: Eur Heart J Cardiovasc Imaging 巻: 18 ページ: 374
  • DOI: 10.1093/ehjci/jew227.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constrictive Pericarditis and Protein-Losing Enteropathy: Is Extremely Severe Hypoalbuminemia Reversible by Pericardiectomy? (2016)
  • 著者名/発表者名: Moriyama H, Kohno T, Nishiyama T, Hattori O, Maekawa Y, Yoshida K, Murata M, Okamoto K, Sano M, Shimizu H, Fukuda K
  • 雑誌名: Circ Heart Fail 巻: 9 ページ: e003666
  • DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.116.003666
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Mechanism of Atrioventricular Block Following Transcatheter Closure of an Atrial Septal Defect (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Kanazawa H, Tanosaki S, Goto S, Kimura M, Tsuruta H, Itabashi Y, Murata M, Kunitomi A, Aizawa Y, Nishiyama T, Kohno T, Maekawa Y, Takatsuki S, Sano M, Igawa O, Fukuda K
  • 雑誌名: JACC Cardiovasc Interv. 巻: 9 ページ: 2067-2069
  • DOI: 10.1016/j.jcin.2016.07.028.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Successful catheter ablation of an anteroseptal accessory pathway without impairing the atrioventricular conduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama T, Kimura T, Nishiyama N, Aizawa Y, Fukuda K, Takatsuki S
  • 雑誌名: Int J Cardiol 巻: 222 ページ: 782-784
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.08.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of atrial fibrillation ablation outcomes with clinic ECG, monthly 24-h Holter ECG, and twice-daily telemonitoring ECG (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Aizawa Y, Kurata N, Nakajima K, Kashimura S, Kunitomi A, Nishiyama T, Katsumata Y, Nishiyama N, Fukumoto K, Tanimoto Y, Fukuda K, Takatsuki S.
  • 雑誌名: Heart Vessels 巻: 32 ページ: 317-325
  • DOI: 10.1007/s00380-016-0866-2
  • 査読あり
• [学会発表] Characteristics between patients with paroxysmal and persistent atrial fibrillation at the time of first clinical diagnosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Nishiyama
  • 学会等名: 第81回 日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: ＡＮＡクラウンプラザホテル仙台(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] Quality of Life of the patients Taking Anticoagulation with/without Antiplatelet for Atrial Fibrillation (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Nishiyama
  • 学会等名: 第81回 日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: ＡＮＡクラウンプラザホテル仙台(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] The assessment of electrocardiogram associated with right ventricular hypertrophy after balloon pulmonary angioplasty in chronic thromboembolic pulmonary hypertension (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Nishiyama
  • 学会等名: European Society of Cradiology congress 32nd
  • 発表場所: Italy Roma, Fiera Roma
  • 年月日: 2016-08-22
• [学会発表] The improvement of electrocardiogram associated with right ventricular hypertrophy after balloon pulmonary angioplasty in chronic thromboembolic pulmonary hypertension (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Nishiyama
  • 学会等名: Heart Rhythm Society's 37th Annual Scientific Sessions
  • 発表場所: Unites State of America, San Francisco, Moscone center
  • 年月日: 2016-05-06