2017 年度実施状況報告書

心筋細胞の最終分化における核内受容体の役割　－心筋再生医療を目指した基盤研究－

研究課題

研究課題/領域番号	17K09573
研究機関	名古屋大学
研究代表者	海野一雅名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (40709119)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	心筋細胞分裂 / 核内受容体 / エピゲノム修飾
研究実績の概要	哺乳類の心筋細胞は最終分化しており、成熟個体では細胞分裂は起きないものと考えられてきた。発生の段階では心筋細胞は活発に分裂し、必要細胞数に達するまでその数を増やすが、マウスにおいては生後7日で分裂能は停止することが最近報告された。本研究で我々は核内受容体に注目し、細胞分裂能喪失の機序を解明することを目的とした。予備実験で、レチノイン酸シグナルが細胞分裂能喪失と関係があることを見出していたので、研究初年度は、実際に新生児個体でレチノイン酸シグナルが有意に変動するか検証し、更に下流のメカニズムについて探索を行った。次世代シークエンサーを用いた網羅的探索により、Wntシグナルとの関係を見出した。実際に、レチノイン酸シグナルを阻害することで、Wntシグナルの下流のターゲット遺伝子の発現が有意に抑えられ、その中の遺伝子にはサイクリン関連遺伝子など細胞分裂に関係する遺伝子も含まれていた。また、レチノイン酸の代謝酵素の一つが新生児期に一過性に高発現し、生後数週間以内にその発現がみられなくなることを見出した。また、低酸素条件下では、この遺伝子の発現量が大幅に減少することから、実際の成体でもレチノイン酸シグナルの活性が心筋細胞の分裂能喪失と関係がある可能性が強まった。以上の結果から、新生児の心筋の分化には核内受容体を中心とする遺伝子発現制御の機構が強く関係していることが示唆される。
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研究初年度の計画はほぼ全て終了し、一部追加的な実験をしている。すでに次年度に行う予定の遺伝子改変マウスの準備を行っており、おおむね順調に進むと思われる。今後予定されている実験についても大きな問題が起こるとは推定されていないので、期日までに実験を終了し論文作成ができると考えている。
今後の研究の推進方策	次年度に予定している遺伝子改変マウスを使った実験については、すでに目的遺伝子を後天的にノックアウトできるマウスを入手ており、心臓特異的に遺伝子発現を抑えるモデルマウスの作成に入っている。このモデルマウスに心筋傷害を加え、心筋再生能が保存されるのか、などの実験を行っていく予定である。また、分裂能のみではなく、グローバルな心筋分化に核内受容体シグナルがどのように関係するかも検討していく予定である。さらに、核内受容体とその下流シグナルがエピゲノム修飾とどのように関係するかについての検討を行う予定である。ヒストンメチレーションやアセチレーションと核内受容体との関係についても検討する予定である。また、バイサルファイド法を用いてグローバルにDNAシークエンスを行い、生後心臓成熟に我々が注目するシステムがどのように関与するかを明らかにできたらと考えている。
次年度使用額が生じた理由	当初バッファーや抗体などの消耗品を購入する予定であったが、他の研修者と共有することができたことと、学会出張旅費を他の財源から当てたため、次年度繰越金が発生した。次年度には、次世代シークエンサーを用いてDNA解析を行う予定であるので、その費用の一部として使用する予定である。