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2017 年度 実施状況報告書

低分子量Gタンパク質シグナル系が血管の構築・維持を制御する新たな分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 17K08627
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

扇田 久和  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (50379236)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード低分子量Gタンパク質 / 心血管疾患
研究実績の概要

低分子量Gタンパク質は、様々な臓器で必須の分子であり、別の多くの分子と相互作用して細胞内シグナルネットワークを形成し、それぞれの臓器の機能発現に関与している。本研究では生体内最大の臓器とも言われる血管に着目し、低分子量Gタンパク質シグナル系が、生体内での血管の構築・維持にどのような役割を担っているか、直接的に解析するため、低分子量Gタンパク質の一つであるRhoAに関して、Cre-loxPシステムを利用し、コンディショナルノックアウトマウスを作製した。具体的には、血管内皮細胞特異的にCreを発現するTie2-Creマウスと、RhoA遺伝子内に2つのloxPサイトを有するRhoA-floxマウスを掛け合わせて、血管内皮細胞特異的RhoAコンディショナルノックアウトマウスを作製した。このコンディショナルノックアウトマウスは、胎生致死であった。現在、その原因について解析中である。
一方、血管平滑筋細胞特異的にCreを発現するSM22-CreマウスとRhoA-floxマウスを掛け合わせて、血管平滑筋特異的RhoAコンディショナルノックアウトマウスを作製した。このコンディショナルノックアウトマウスは、メンデルの法則通りの割合で成体となった。コントロールマウスと比較して、外見上の見分けはつかなかった。血行動態に関する予備的実験では、コントロールマウスと比較して、脈拍数は変化ないものの、血圧は若干低くなる傾向にあった。免疫組織学的解析により、動脈の平滑筋層でRhoAの発現が欠失していることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
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

当該年度において無事に、血管内皮細胞および血管平滑筋細胞におけるRhoAコンディショナルノックアウトマウスを作製できたことは、今後のin vivo解析に向けた大きな進展である。上述のように、血管内皮細胞特異的RhoAコンディショナルノックアウトマウスは胎生致死であること、一方、血管平滑筋細胞特異的RhoAコンディショナルノックアウトマウスの血行動態に変化が見られることから、RhoAの血管における重要性が伺える。

今後の研究の推進方策

血管内皮細胞特異的RhoAコンディショナルノックアウトマウスについては、なぜ胎生致死となるのかそのメカニズムについて解析を行っていく。その際、胎生致死となる時期を出来るだけ正確に突き止め、その時期と血管の発生段階と比較し、RhoAが血管内皮でターゲットあるいは相互作用する分子を同定する。これらの分子とRhoAとのシグナル伝達系が、血管内皮細胞を中心とした血管発生にどのように関わっているか明らかにする。
血管平滑筋細胞特異的RhoAコンディショナルノックアウトマウスについては、心血管系に圧負荷をかけることでより著明な変化が見られるか検討する。具体的には、アンジオテンシンIIを持続的に過剰投与することで高血圧状態とする。このような高血圧マウスでは、一部で、解離性大動脈瘤が生じるが、その頻度や形態についてコントロールマウスと比較する。もしコンディショナルノックアウトマウスで、解離性大動脈瘤形成の頻度が高くなるようであれば、平滑筋のRhoAがどのように血管への物理的負荷に対して保護的に作用しているか、そのシグナル伝達機構を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

コンディショナルノックアウトマウスの作製が想定よりも安価にできたため。次年度使用額については、より複雑で費用がかかると想定されるin vivo実験に使用する予定。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Differential Effects of Myocardial Afadin on Pressure Overload-Induced Compensated Cardiac Hypertrophy2017

    • 著者名/発表者名
      Zankov DP, Sato A, Shimizu A, Ogita H.
    • 雑誌名

      Circ J

      巻: 81 ページ: 1862-1870

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-17-0394

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pathophysiological Implications of Dipeptidyl Peptidases2017

    • 著者名/発表者名
      Sato A, Ogita H.
    • 雑誌名

      Curr Protein Pept Sci

      巻: 18 ページ: 843-849

    • DOI

      10.2174/1389203718666170329104936

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ジペプチジルペプチダーゼIIIのアンジオテンシンII分解活性と生体内での作用機序およびその治療応用への可能性2017

    • 著者名/発表者名
      清水昭男、扇田久和
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 89 ページ: 449-452

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2017.890449

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Critical role of intercalated disk protein afadin in cardiac protection against chronic pressure overload-induced heart failure.2018

    • 著者名/発表者名
      扇田久和
    • 学会等名
      日本循環器学会(シンポジウム)
  • [学会発表] Intercalated disk protein afadin prevents pressure overload-induced cardiac dysfunction in a stimulus-dependent manner.2018

    • 著者名/発表者名
      Dimitar P. Zankov、扇田久和
    • 学会等名
      日本循環器学会
  • [学会発表] Exome-wide analysis links nuclear membrane protein TMEM168 to the arrhythmogenesis in a family with inherited Brugada syndrome.2018

    • 著者名/発表者名
      Dimitar P. Zankov、扇田久和
    • 学会等名
      先端モデル動物支援プラットフォーム成果発表会
  • [学会発表] Essential role of myocardial afadin in cardiac protecting during chronic pressure overload.2018

    • 著者名/発表者名
      Dimitar P. Zankov、扇田久和
    • 学会等名
      日本循環器学会基礎研究フォーラム
  • [学会発表] Deciphering signaling pathway of a novel cancer pro-invasive and -metastatic molecule, epithelial membrane protein 1.2017

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Khusni B. Ahamad Amin、清水昭男、Dimitar P. Zankov、佐藤朗、扇田久和
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次集会
  • [学会発表] Myocardial afadin is essential for maintaining cardiac function against mechanical stress-induced, but not pharmacological stimulation-mediated, pressure overload.2017

    • 著者名/発表者名
      Hisakazu Ogita, Dimitar P. Zankov
    • 学会等名
      American Heart Association
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical role of myocardial afadin in cardiac protection during chronic mechanical overload.2017

    • 著者名/発表者名
      Dimitar P. Zankov、清水昭男、佐藤朗、扇田久和
    • 学会等名
      日本生化学会近畿支部例会
  • [学会発表] ペプチド分解酵素DPP IIIの降圧作用と新規高血圧治療としての有用性2017

    • 著者名/発表者名
      扇田久和
    • 学会等名
      臨床高血圧フォーラム(シンポジウム)
    • 招待講演
  • [備考] 滋賀医科大学・分子病態生化学部門

    • URL

      http://www.shiga-med.ac.jp/~hqbioch2/

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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