心不全の病態における心筋ネクロプトーシスの役割とオートファジーの関連

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K08079
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 三浦 哲嗣 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90199951)
• 研究分担者: 三木 隆幸 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (00336405) [辞退] ; 丹野 雅也 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (00398322) ; 矢野 俊之 札幌医科大学, 医学部, 講師 (40444913)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 細胞死 / ネクロプトーシス / 細胞内情報伝達 / 心不全

研究実績の概要

本研究では、心筋細胞におけるネクロプトーシス誘導シグナルの起動がRIP1-RIP3-p-MLKLシグナルによる細胞死の誘導と同時に、リソソームのマスター転写因子であるTFEBの核移行をRIP1活性依存性に抑制することによってオートファジーを阻害することが示された。mTOC1の抑制は、RIP1-Ser166リン酸化低下とRIP1-Ser320リン酸化亢進によるRIP1活性低下をもたらし、TFEB機能回復を介してオートファジーの回復と細胞死を抑制した。ミトコンドリアへのネクロプトーシス誘導シグナルの影響を解析した結果、mitofusin(Mfn)の発現低下、Drip1リン酸化によって分裂が亢進することが示唆された。そのMfn発現の低下は経時的に亢進へと転じ、ミトコンドリア癒合の促進はネクロプトーシスへの耐性を高めたことから、ネクロプトーシス誘導シグナルがオートファジーを阻害する一方で、ミトコンドリア・ダイナミクスを介して心筋細胞の適応を誘導すると考えられた。ネクロプトーシス誘導リガンドとして、TNF-alpha以外の候補としてRANKL, HMBG1, など多く検討したが、TNF-alpha以上の効果を認めなかった。TNF-alphaによるネクロプトーシス誘導は、TNF-alpha mRNA発現を有意に増加させ、シグナル増幅能があることが示唆された。拡張型心筋症の心筋生検標本の免疫染色による解析から、p-MLKLの発現レベルと左室機能障害との関連が示唆された。
本研究の結果から、慢性心不全における心筋細胞死には、TNF-alphaをリガンドとしたネクロプトーシス誘導シグナルによるp-MLKLを介したネクロプトーシスに加えTFEB機能抑制を介したオートファジー阻害による細胞死が重要な役割を有しており、TFEBと、ミトコンドリア・ダイナミクスが新たな治療標的となる可能性が考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (4th edition)1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Klionsky Daniel J.、Itmaral Christina、Ambrosio Susanna et al.
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 17 ページ: 1~382
  • DOI: 10.1080/15548627.2020.1797280
  • 査読あり
• [雑誌論文] Xanthine oxidoreductase-mediated injury is amplified by upregulated AMP deaminase in type 2 diabetic rat hearts under the condition of pressure overload (2021)
  • 著者名/発表者名: Igaki Yusuke、Tanno Masaya、Sato Tatsuya、Kouzu Hidemichi、Ogawa Toshifumi、Osanami Arata、Yano Toshiyuki、Kuno Atsushi、Miki Takayuki、Nakamura Takashi、Miura Tetsuji
  • 雑誌名: Journal of Molecular and Cellular Cardiology 巻: 154 ページ: 21～31
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2021.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of the angiotensin II receptor promotes autophagy in renal proximal tubular cells and affords protection from ischemia/reperfusion injury (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Hirohito、Moniwa Norihito、Kuno Atsushi、Ohwada Wataru、Osanami Arata、Shibata Satoru、Kimura Yukishige、Abe Koki、Gocho Yufu、Tanno Masaya、Miura Tetsuji
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 巻: 145 ページ: 187～197
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2020.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct intra-mitochondrial localizations of pro-survival kinases and regulation of their functions by DUSP5 and PHLPP-1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohwada Wataru、Tanno Masaya、Yano Toshiyuki、Ong Sang-Bing、Abe Koki、Sato Tatsuya、Kuno Atsushi、Miki Takayuki、Sugawara Hirohito、Igaki Yusuke、Miura Tetsuji
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease 巻: 1866 ページ: 165851～165851
  • DOI: 10.1016/j.bbadis.2020.165851
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Phosphorylated MLKL, an Executor of Necroptosis, Localized in the Nucleus and Intercalated Disc Plays Distinct Roles in Nonischemic Dilated Cardiomyopathy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujita Y, Yano T, Nagano N, Nishikawa R, Kamiyama N, Fujito T, Mochizuki A, Koyama M, Kouzu H, Muranaka A, Nagahara D, Tannno M, Miki T, Miura T.
  • 学会等名: 第84回日本循環器学会年次学術集会
• [学会発表] Plasma valine-to-glycine ratio is a novel prognostic maker for adverse events in patients with heart failure (2020)
  • 著者名/発表者名: Kouzu H, Katano S, Yano T, Ohori K, Honma S, Shimomura K, Inoue T, Takamura Y, Takahashi R, Nishikawa R, Nagano N, Koyama M, Fujito T, Hashimoto A, Miura T.
  • 学会等名: 第84回日本循環器学会年次学術集会
• [学会発表] Alterations in Mitochondrial Function by SGLT2 Inhibitors (2020)
  • 著者名/発表者名: Miura T
  • 学会等名: American Society of Nephrology(ASN) Kidney Week 2020
  • 招待講演
• [学会発表] Inhibition of xanthine oxidase ameliorates functional and metabolic impairment in type 2 diabetic hearts under pressure overload. (2020)
  • 著者名/発表者名: Igaki Y, Osanami A, Tanno M, Sato T, Ogawa T, Yano T, Kouzu H, Miura T
  • 学会等名: European Society of Cardiology Congress 2020
• [学会発表] Novel regulation of cardiac branched-chain amino acid metabolism through AMP deaminase: A possible therapeutic target for diabetic cardiomyopathy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogawa T, Kouzu H, Tatekoshi Y, Osanami A, Oshima H, Mizuno M, Kuno A, Igaki Y, Sugawara H, Fujita Y, Sato T, Yano T, Tanno M, Miki T, Miura T.
  • 学会等名: European Society of Cardiology Congress 2020