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2019 年度 実績報告書

新たな心機能調節シグナル経路としてのCaMキナーゼIV:遺伝子欠損マウスを用いて

研究課題

研究課題/領域番号 17K08527
研究機関弘前大学

研究代表者

村上 学  弘前大学, 医学研究科, 教授 (80302090)

研究分担者 尾野 恭一  秋田大学, 医学系研究科, 教授 (70185635)
大場 貴喜  秋田大学, 医学系研究科, 講師 (80431625)
阪上 洋行  北里大学, 医学部, 教授 (90261528)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードカルシウム / イオン / マウス
研究実績の概要

心肥大形成における カルシウム(Ca) の役割が注目されている。心筋収縮力の低下は、心不全の主要な原因である。心筋収縮には心筋細胞内のカルシウムイオン(Ca2+)濃度の変化が重要である。本研究では心筋細胞内のカルシウムによる情報伝達に着目し、Ca/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼの心筋収縮における重要性を検討することとした。本研究ではCa/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼIV( CaMKIV ) の心筋における機能の解明を目指した。「CaMKIVがL型電位依存性 Ca チャネル発現を誘導する。かつ、心筋における交感神経制御にも関与する。」という仮説を着想し、本研究ではCaMKIV欠損マウスを用い、①遺伝子発現、②個体(心電図、血圧、超音波)、③組織(心筋収縮、活動電位)、④細胞( Ca 濃度)における交感神経刺激に対する反応を精査し、仮説を検証することとした。
RT-PCRにおいて、CaMKIV欠損マウスではCaMKIVの発現がないこと、カルシウムチャネルCaV1.2のmRNA発現レベルの低下が見られた。免疫染色においても、CaV1.2が有意に低下していた。HE染色では形態上の変化は認められなかった。
心電図上、CaMKIV欠損マウスでは、心拍数に違いを認めなかった。頸動脈反射では心拍数の上昇が有意に減弱していた。また、プロプラノロールによる心拍数低下が有意に減弱していた。さらに、QT、QTcが有意に短縮していた。そのほか、心房筋収縮、CREB活性においても、β1-アドレナリン受容体刺激に対する反応性の低下が認められた。
以上の結果から、CaMKIVはβ-アドレナリン受容体が関与するカスケードを介し、心機能を調節する重要な因子であることが示唆された。本研究により CaMKIVを標的とする心筋保護治療への応用・展開が期待される。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Establishment of cardiac action potential recording using a membrane potential indicator in the mouse sinoatrial node2020

    • 著者名/発表者名
      Toyama T, Yonekura M, Arakawa Y, Higuchi S, Tomita H, Murakami AM, Itagaki S, and Murakami M.
    • 雑誌名

      Hirosaki Medical Journal

      巻: 70 ページ: 163-171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simple and dual expression plasmid system in prokaryotic (E. coli) and mammalian cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami M, Ohba T, Murakami AM, Han C, Kuwasako K, Itagaki S.
    • 雑誌名

      Plos ONE

      巻: 14 ページ: e0216169

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0216169. eCollection 2019.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A simple and dual expression plasmid system in prokaryotic (E. coli) and mammalian cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami M, Ohba T, Murakami AM, Itagaki S.
    • 学会等名
      日本薬理学会年会
  • [学会発表] 大腸菌、および真核細胞における遺伝子発現プラスミドの開発、およびカルシウムチャネル研究への応用2019

    • 著者名/発表者名
      中山晋介、大場貴喜、村上アグニェシュカ、板垣 史郎、村上 学
    • 学会等名
      日本平滑筋学会
  • [学会発表] 大腸菌、および真核細胞での遺伝子発現システムの開発とカルシウムチャネル 研究への応用2019

    • 著者名/発表者名
      村上 学、大場 貴喜、村上 アクニェシュカ、板垣 史郎
    • 学会等名
      日本薬理学会 北部会
  • [学会発表] 大腸菌、および真核細胞での遺伝子発現システム(pgMAX)の開発とカルシウムチャネル研究への応用2019

    • 著者名/発表者名
      村上 学、大場貴喜、村上アグニェシュカ、板垣 史郎
    • 学会等名
      東北生理談話会

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公開日: 2021-01-27  

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