循環器疾患における時計遺伝子Clif/Bmal2の役割の解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K09592
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 前村 浩二 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (90282649)
• 研究分担者: 池田 聡司 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 講師 (10336159) ; 砂河 孝行 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (40418637)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 循環器疾患 / 時計遺伝子 / 概日時計 / 遺伝子改変マウス

研究実績の概要

体内時計の分子機序が明らかになり、その構成因子である時計遺伝子を変異させた動物の解析により、代謝疾患、免疫疾患、循環器疾患などの発症、進展に体内時計の乱れが重要な働きを担っていることが明らかになっている。本研究は、我々が血管内皮細胞から同定した時計遺伝子であるArntl2/Clif/Bmal2のノックアウトマウスを作成し、その循環器疾患における役割を明らかにすることで、循環器疾患の発症、増悪する機序を、サーカディアンリズムの撹乱、体内時計の変調の観点で解析することを目的とする。
今年度はCRISPR-Cas9システムを用いてArntl2/Clif/Bmal2遺伝子のノックアウトマウスの作成を行った。まずマウスArntl2のExon3を標的としたguide RNAを作成し、C57BL6Nマウスの受精卵100個にマイクロインジェクションすることでノックアウトマウスの作成を行った。その結果、Exon3に1塩基のインサーション及び2塩基欠失する2系統のマウスを得ることができた。1塩基挿入マウスではN末92アミノ酸に21アミノ酸が付加した113アミノ酸の断片を、2塩基欠失マウスでは同様にN末92アミノ酸に20アミノ酸が付加された112アミノ酸の断片ができることが予想される。ともにN末92アミノ酸内にbHLH(basic Helix Loop Helix)ドメインがある断片であるが、Arntl2/Clif/Bmal2の機能は欠失していると予想される。これら変異をもつホモ接合体は正常に生まれて来て、組織学的検査では特に問題となる所見は認められなかった。
今後、サーカディアンリズムにおける異常が認められないか、さまざまな循環器疾患モデルを作成した時に異常が無いかを検証して行く予定である。

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

本研究においてノックアウトマウスの作成の可否が最も重要な段階であったが、CRISPR-Cas9システムを用いて、２系統のノックアウトマウスを作成することに成功した。

今後の研究の推進方策

得られたノックアウトマウスを用いて以下の解析を行う。
１）Clif/Bmal2ノックアウトマウスの心臓、大動脈、肺で網羅的遺伝子発現解析を行い、野生型と比較することにより、Clif/Bmal2の標的遺伝子を明らかにする。
２）ノックアウトマウスに、低酸素環境下における肺高血圧、胸部大動脈縮窄による左室肥大、ApoEノックアウトマウスとの交配による動脈硬化モデルを作成し、これらの病態発症におけるClif/Bmal2遺伝子の役割を検討する。
３）Clif/Bmal2遺伝子ノックアウトマウスホモ接合体から線維芽細胞を採取し、cell line化した後に低酸素刺激を行い、低酸素応答における時計遺伝子と転写因子HIF(Hypoxia inducible factor)シグナルのクロストークを検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Balloon pulmonary angioplasty is effective for treating peripheral-type chronic thromboembolic pulmonary hypertension in elderly patients (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Yuki、Ikeda Satoshi、Nakata Tomoo、Yonekura Tsuyoshi、Koga Seiji、Muroya Takahiro、Koide Yuji、Kawano Hiroaki、Maemura Koji
  • 雑誌名: Geriatrics & Gerontology International 巻: 18 ページ: 678～684
  • DOI: 10.1111/ggi.13224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deeper S Wave in Lead V5 and Broader Extent of T Wave Inversions in the Precordial Leads are Clinically Useful Electrocardiographic Parameters for Predicting Pulmonary Hypertension. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miura M, Ikeda S, Yoshida T, Yamagata Y, Nakata T, Koga S, Koide Y, Kawano H, Maemura K.
  • 雑誌名: Int Heart J. 巻: 59 ページ: 136-142
  • DOI: 10.1536/ihj.16-647
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Brachial artery diameter as a marker for cardiovascular risk assessment: FMD-J study. (2018)
  • 著者名/発表者名: Maruhashi T, Soga J, Fujimura N, Idei N, Mikami S, Iwamoto Y, Iwamoto A, Kajikawa M, Matsumoto T, Oda N, Kishimoto S, Matsui S, Hashimoto H, Aibara Y, Yusoff FM, Hidaka T, Kihara Y, Chayama K, Noma K, Maemura K,et al.
  • 雑誌名: Atherosclerosis 巻: 268 ページ: 92～98
  • DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2017.11.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longitudinal association among endothelial function, arterial stiffness and subclinical organ damage in hypertension (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomiyama H, Ishizu T, Kohro T, Matsumoto C, Higashi Y, Takase B, Suzuki T, Ueda S, Yamazaki T, Furumoto T, Kario K, Inoue T, Koba S, Takemoto Y, Hano T, Sata M, Ishibashi Y, Node K, Maemura K, et al.
  • 雑誌名: International Journal of Cardiology 巻: 253 ページ: 161～166
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2017.11.022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 循環器疾患の時間治療 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前村浩二
  • 雑誌名: 循環器専門 巻: 26 ページ: 11-18
• [雑誌論文] Bmal1 regulates inflammatory responses in macrophages by modulating enhancer RNA transcription (2017)
  • 著者名/発表者名: Oishi Yumiko、Hayashi Shinichiro、Isagawa Takayuki、Oshima Motohiko、Iwama Atsushi、Shimba Shigeki、Okamura Hitoshi、Manabe Ichiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 7086
  • DOI: 10.1038/s41598-017-07100-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] EVI1 modulates oncogenic role of GPC1 in pancreatic carcinogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Mariko、Ishikawa Shumpei、Ushiku Tetsuo、Morikawa Teppei、Isagawa Takayuki、Yamagishi Makoto、Yamamoto Hiroyuki、Katoh Hiroto、Takeshita Kimiko、Arita Junichi、Sakamoto Yoshihiro、Hasegawa Kiyoshi、Kokudo Norihiro、Fukayama Masashi
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 8 ページ: 99552-99566
  • DOI: 10.18632/oncotarget.20601
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss of HIF-1α in natural killer cells inhibits tumour growth by stimulating non-productive angiogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Krzywinska E, Kantari-Mimoun C, Kerdiles Y, Sobecki M, Isagawa T, Gotthardt D, Castells M, Haubold J, Millien C, Viel T, Tavitian B, Takeda N, Fandrey J, Vivier E, Sexl V, Stockmann C.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 8 ページ: 1597
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01599-w.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Endothelial Function Is Impaired in Patients Receiving Antihypertensive Drug Treatment Regardless of Blood Pressure LevelNovelty and Significance (2017)
  • 著者名/発表者名: Maruhashi T, Soga J, Fujimura N, Idei N, Mikami S, Iwamoto Y, Iwamoto A, Kajikawa M, Matsumoto T, Oda N, Kishimoto S, Matsui S, Hashimoto H, Aibara Y, Yusoff FM, Hidaka T, Kihara Y, Chayama K, Noma K, Maemura K,et al.
  • 雑誌名: Hypertension 巻: 70 ページ: 790～797
  • DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.117.09612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of clinical symptoms and ABCC6 mutations in 76 Japanese patients with pseudoxanthoma elasticum (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwanaga Akira、Okubo Yumi、Yozaki Mariko、Koike Yuta、Kuwatsuka Yutaka、Tomimura Saori、Yamamoto Yosuke、Tamura Hiroshi、Ikeda Satoshi、Maemura Koji、Tsuiki Eiko、Kitaoka Takashi、Endo Yuichiro、Mishima Hiroyuki、Yoshiura Koh-Ichiro、Ogi Tomoo、Tanizaki Hideaki、Wataya-Kaneda Mari、Hattori Tomoyasu、Utani Atsushi
  • 雑誌名: The Journal of Dermatology 巻: 44 ページ: 644～650
  • DOI: 10.1111/1346-8138.13727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Morning Onset on the Incidence of Recurrent Acute Coronary Syndrome and Progression of Coronary Atherosclerosis in Acute Myocardial Infarction. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakashima H, Mashimo Y, Kurobe M, Muto S, Furudono S, Maemura K.
  • 雑誌名: Circ J. 巻: 84 ページ: 361-367
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-16-0817
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association Between Waist-to-Height Ratio and Endothelial Dysfunction in Patients With Morbidity - A Report From the FMD-J Study. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tokushige A, Ueda S, Tomiyama H, Ohishi M, Kohro T, Higashi Y, Takase B, Suzuki T, Ishizu T, Yamazaki T, Furumoto T, Kario K, Inoue T, Koba S, Takemoto Y, Hano T, Sata M, Ishibashi Y, Node K, Maemura K, Ohya Y, Furukawa T, Ito H, Yamashina A.
  • 雑誌名: Circ J 巻: 81 ページ: 1911-1918
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-17-0211
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 時計遺伝子と血管病 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前村浩二
  • 雑誌名: 日本臨牀 巻: 75 ページ: 1148-1153
• [雑誌論文] 時間生物学視点の臨床応用への期待をこめて (2017)
  • 著者名/発表者名: 前村浩二
  • 雑誌名: 時間生物学 巻: 23 ページ: 1
• [学会発表] Big Date in Japan:Challenges and Values (2017)
  • 著者名/発表者名: Koji Maemura
  • 学会等名: Asian Pacific Society of Cardiology2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シンポジウム「睡眠とアンチエイジング」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前村浩二
  • 学会等名: 脳心血管抗加齢研究会2017