循環器疾患における時計遺伝子Clif/Bmal2の役割の解明

2018 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。
まず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。その結果、Exon3に1塩基のインサーション、2塩基の欠失、及び44塩基インサーションされた3系統のマウスを得ることができた。すべてDNA結合にとって重要なドメインであるbHLH(basic Helix Loop Helix)ドメインの途中でストップコードンが出現しArntl2/Clif/Bmal2の機能は欠失していると考えられる。
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。行動のサーカディアンリズムに及ぼす影響を確認するため、Light/Dark10日間-Dark/Dark16日間-6時間のLightPulse-Dark/Drak14日間の条件下で輪回し運動による行動測定を行った。その結果、野生型とノックアウトマウスでphase shiftに有意差は認めなかった。現在、体重増加や糖代謝への影響を検証するとともに、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いるところである。

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、３系統のノックアウトマウスを作成することに成功した。また輪回しによる行動解析により、行動のサーカディアンリズムには影響しないことが明らかになった。

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にHigh fat dietを投与して体重増加、糖脂質プロファイルを野生型マウスと比較する。
２）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。
３）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。
４）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] Effectiveness and safety of oral direct factor Xa inhibitors for the treatment of venous thromboembolism in patients with cancer and/or older age (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato D, Ikeda S, Koga S, Yamagata Y, Eguchi M, Yonekura T, Tsuneto A, Yoshimuta T, Koide Y, Kawano H, Maemura K
  • 雑誌名: Heart Vessels 巻: 34 ページ: 678-687
  • DOI: 10.1007/s00380-018-1283-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] A score using left ventricular diastolic dysfunction to predict 90-day mortality in acute ischemic stroke: The DONE score (2019)
  • 著者名/発表者名: Tateishi Yohei、Kanamoto Tadashi、Nakaoka Kenjiro、Yoshimura Shunsuke、Miyazaki Teiichiro、Shiraishi Hirokazu、Morimoto Shimpei、Tsuneto Akira、Maemura Koji、Morofuji Yoichi、Horie Nobutaka、Izumo Tsuyoshi、Tsujino Akira
  • 雑誌名: Journal of the Neurological Sciences 巻: 398 ページ: 157～162
  • DOI: 10.1016/j.jns.2019.01.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction Between the Gut-Kidney-Cardiovascular Systems Is Key in Predicting the Prognosis of Patients with Cardiovascular Disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Satoshi、Maemura Koji
  • 雑誌名: International Heart Journal 巻: 60 ページ: 7～9
  • DOI: 10.1536/ihj.18-672
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lower Circulating Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids Are Associated with Coronary Microvascular Dysfunction Evaluated by Hyperemic Microvascular Resistance in Patients with Stable Coronary Artery Disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Muroya Takahiro、Kawano Hiroaki、Koga Seiji、Ikeda Satoshi、Yamamoto Fumi、Miwa Takashi、Kohno Yusuke、Maemura Koji
  • 雑誌名: International Heart Journal 巻: 59 ページ: 1194～1201
  • DOI: 10.1536/ihj.17-459
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of the effects of edoxaban, an oral direct factor Xa inhibitor, on venous thromboembolism between patients with and without cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Satoshi、Koga Seiji、Yamagata Yuki、Eguchi Masamichi、Sato Daisuke、Muroya Takahiro、Yonekura Tsuyoshi、Tsuneto Akira、Yoshimuta Tsuyoshi、Koide Yuji、Kawano Hiroaki、Maemura Koji
  • 雑誌名: Journal of Cardiology 巻: 72 ページ: 120～127
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2018.03.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of organ involvement in systemic sclerosis by serum biomarkers and peripheral endothelial function (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawashiri SY, Nishino A, Igawa T, Takatani A, Shimizu T, Umeda M, Fukui S, Okada A, Suzuki T, Koga T, Iwamoto N, Ichinose K, Tamai M, Nakashima M, Mizokami A, Matsuoka N, Migita K, Ogawa F, Ikeda S, Maemura K, Nakamura H, Origuchi T, Maeda T, Kawakami A.
  • 雑誌名: Clin Exp Rheumatol. 巻: 113 ページ: 102-108
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] Comparison of the Brachial-ankle Pulse Wave Velocity between Patients with Acute Coronary Syndrome and Effort Angina Pectoris (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamasa Toshihiko、Ikeda Satoshi、Koga Seiji、Kawano Hiroaki、Kaibara Shuuhei、Maemura Koji
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 57 ページ: 1371～1374
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.9367-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] 『時間』を軸に考えた糖尿病治療の新展開】循環器疾患・糖尿病の時間治療 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前村浩二
  • 雑誌名: 月刊 糖尿病 DIABETES 巻: 10 ページ: 83-92
• [学会発表] Circulating soluble a-Klotho is inversely associated with coronary artery calcification evaluated by three-dimensional intravascular ultrasound (2018)
  • 著者名/発表者名: Seiji Koga, Satoshi Ikeda, Ryohei Akashi, Yuki Yamagata, Tsuyoshi Yonekura, Takahiro Muroya, Yuji Koide, Hiroaki Kawano, Koji Maemura
  • 学会等名: ESC congress 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Oxidative stress-responsive apoptosis inducing protein (ORAIP), a new oxidative stress marker, is associated with pulmonary hemodynamics in chronic thromboembolic pulmonary hypertension (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamagata, Satoshi Ikeda, Tomoo Nakata, Tsuyoshi Yonekura, Masamichi Eguchi, Seiji Koga, Takahiro Muroya, Yuji Koide, Hiroaki Kawano, Takako Yao, Yoshinori Seko, Koji Maemura
  • 学会等名: ESC congress 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Cardio-ankle vascular index can predict coronary plaque characteristics assessed by iMap-intravascular ultrasound (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Akashi, Seiji Koga, Tsuyoshi Yonekura, Takahiro Muroya, Yuji Koide, Satoshi Ikeda, Hiroaki Kawano, Koji Maemura
  • 学会等名: ESC congress 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Impact of obstructive sleep apnea on circadian variation of infarct size in patients with acute myocardial infarction (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakashima H, Fukushima T, Muto S, Furudono S, Nunohiro T, Maemura K
  • 学会等名: ESC congress 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Comprehensive searching for circulating microRNAs as a novel biomarker for pulmonary arterial hypertension (2018)
  • 著者名/発表者名: Eguchi M, Ikeda S, Isagawa T, Kawano H, Maemura K
  • 学会等名: American Heart Association 2019 Scientific Sessions
  • 国際学会