哺乳類心筋細胞における増殖制御機構の解明と新規心筋再生治療開発のための基盤構築

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02603
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤尾 慈 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (20359839)
• 研究分担者: 中山 博之 大阪大学, 薬学研究科, 准教授 (40581062) ; 尾花 理徳 大阪大学, 薬学研究科, 助教 (50745883) ; 前田 真貴子 大阪大学, 薬学研究科, 准教授 (70461168)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 心筋細胞増殖

研究実績の概要

ゼブラフィッシュやイモリでは、生直後のみならず成体(Adult)においても心筋細胞は増殖能を有しており、それらの動物の心臓は、組織傷害に対して、心筋細胞増殖を介して修復・再生能を発揮する。一方、哺乳類の心筋細胞は、生殖後に増殖能を著しく失うため、成体においては、心臓の修復・再生能は極めて低いと考えられてきた。このような中、申請者は、心筋炎の臨床症例の多くが自然治癒することに着目し、マウス実験的自己免疫性心筋炎(EAM)モデルを用いて、炎症により傷害を受けた心筋組織が自己修復する機序を解析してきた。その結果、成体マウスにEAMを誘導すると、その回復期に心筋細胞が増殖することが明らかになった。本研究は、EAMにおいて成体心筋細胞が細胞周期に再進入するメカニズムを明らかにすることを目的とする。
上記の目的を達成するために、2018年度は以下のことを行った；
(1) 増殖心筋細胞の可視化技術の確立：増殖している心筋細胞で発現している遺伝子を検討するために、細胞周期のS/G2/M期で蛍光を発するタンパク質を発現するアデノウイルスベクターを作製した。また、当該タンパク質を心筋細胞特異的に発現するトラスジェニックマウスを作製した。
(2) 生後心筋細胞で発現が増強する細胞周期関連遺伝子と、発現が低下する細胞周期関連遺伝子を見出した。前者を新生児ラット心筋細胞に過剰発現させると心筋細胞が肥大した。後者に関しては、細胞増殖の停止が遅れる傾向が見られた。

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

増殖心筋細胞を検出可能なトランスジェニックマウスを確立できたと考えられ、ほぼ当初の計画通りに進んでいる。但し、ファウンダーマウスの多くが雌性であったことから、マウスの繁殖がやや遅れ気味である。
生殖後に心筋細胞が細胞周期から離脱する過程に関連しうる遺伝子を同定しつつあり、この点においては計画以上の進展をしていると判断している。

今後の研究の推進方策

当初の予定どおり、増殖心筋細胞を検出可能なトランスジェニックマウスにEAMを誘導するためにBalb/c系に戻し交配する予定である。それに加えて、以下の実験を追加する；
(1) 成体マウス心筋細胞を新生児ラット心筋細胞と共培養することによりマウス心筋細胞が増殖することが報告されている。上記トランスジェニックマウスで同様の実験を行い、増殖心筋細胞を検出可能かどうか検討する。
(2) EAMを発症させたマウスの心臓から、増殖している心筋細胞の核を調整し、発現している遺伝子を解析する。

研究成果

• [雑誌論文] Blockade of NKG2D/NKG2D ligand interaction attenuated cardiac remodeling after myocardial infarction. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, K., Obana, M., Kobayashi, A., Miyagawa, S., Maeda, M., Sakata, Y., Nakayama, H., Sawa, Y., Fujio, Y.
  • 雑誌名: Cardiovasc. Res. 巻: 115 ページ: 765-775
  • DOI: 10.1093/cvr/cvy254.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Old-age onset progressive cardiac contractile dysfunction in a patient with polycystic kidney disease harboring PKD1 frameshift mutation (2019)
  • 著者名/発表者名: Suwa, Y., Higo, S., Nakamoto, K., Sera, F., Kunimatsu, S., Masumura, Y., Mizote, I., Mizuno, H., Fujio, Y., Hikoso, S., Sakata, Y.
  • 雑誌名: Int. Heart J. 巻: 60 ページ: 220-225
  • DOI: 10.1536/ihj.18-184.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Myofibroblast β2 adrenergic signaling amplifies cardiac hypertrophy in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Imaeda, A., Tanaka, S., Tonegawa, K., Fuchigami, S., Igarashi, Y., Takahashi, M., Enomoto, D., Obana, M., Maeda, M., Kihara, M., Kiyonari, H., Conway, S., Fujio, Y., Nakayama, H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 510 ページ: 149-155
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.01.070.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Caveolae-specific CaMKII signaling in the regulation of voltage-dependent calcium channel and cardiac hypertrophy (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S., Fujio, Y., Nakayama, H.
  • 雑誌名: Front. Physiol. 巻: 9 ページ: 1081
  • DOI: 10.3389/fphys.2018.01081.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Eukaryotic translation initiation factor 3 subunit C is associated with acquired resistance to erlotinib in non-small cell lung cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shintani, T., Higashisaka, K., Maeda, M., Hamada, M., Tsuji, R., Kurihara, K., Kashiwagi, Y., Sato, A., Obana, M., Yamamoto, A., Kawasaki, K., Lin, Y., Kijima, T., Kinehara, Y., Miwa, Y., Maeda, S., Morii, E., Kumanogoh, A., Tsutsumi, Y., Nagatomo, I., Fujio, Y.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 ページ: 37520-37533
  • DOI: 10.18632/oncotarget.26494.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Runx2発現ミエロイド細胞は梗塞後心筋リモデリングを抑制する新規心保護サブセットである (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本浩太朗、芦塚萌、熊谷渉平、奥崎大介、尾花理徳、前田真貴子、中山博之、藤尾 慈
  • 学会等名: 日本薬理学会92回年会
• [学会発表] ポドサイトにおけるOASISの発現抑制は糖尿病による腎機能の悪化を抑制する (2019)
  • 著者名/発表者名: 4.三宅芳明、尾花威徳、山本彩葉、野田竣介、金本聡自、前田真貴子、淺沼克彦、今泉和則、中山博之、藤尾慈
  • 学会等名: 日本薬理学会92回年会
• [学会発表] 成体マウスにおける単核心筋細胞の特性解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中安佑介、松井理紗、福山尚希、亀谷祐介、和田祐理子、尾花理徳、前田真貴子、中山博之、藤尾慈
  • 学会等名: 日本薬理学会92回年会
• [学会発表] CGRRF1の過剰発現は培養心筋細胞の肥大を誘導する (2019)
  • 著者名/発表者名: 木下真希、尾花理徳、前田真貴子、中山博之、藤尾慈
  • 学会等名: 日本薬理学会92回年会
• [学会発表] Blockade of NKG2D / NKG2D ligands interaction as a novel therapeutic strategy against heart failure (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto. K., Obana. M., Maeda. M., Nakayama. H.,Fujio. Y.
  • 学会等名: 18th World Congress of Basic And Clinical Pharmacology
  • 国際学会
• [学会発表] Pharmacogenomics-Based Prediction of Warfarin Maintenance Dose Overrides Racial Differences (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasano, M.,Maeda, M.,Ohno, M.,Fukuda, Y.,Yokoyama, J.,Maeda, S.,Miyagawa, S.,Sawa, Y.,Fujio,Y.
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Blockade of NKG2D / NKG2D Ligand Interaction Attenuated Post-Infarct Myocardial Injury. (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, K., Obana, M., Kobayashi, A.,Kihara, M.,Shioi, G., Miyagawa, S., Maeda, M.,Sakata,Y., Nakayama, H., Sawa, Y.,Fujio, Y.
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2018
  • 国際学会
• [備考] 臨床薬効解析学分野
  • URL: http://www.phs.osaka-u.ac.jp/homepage/b014/