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2019 年度 実施状況報告書

リアノジン受容体内ドメイン制御による新しい不整脈、心不全治療

研究課題

研究課題/領域番号 18K08108
研究機関山口大学

研究代表者

山本 健  山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (50363122)

研究分担者 小田 哲郎  山口大学, 医学部附属病院, 助教 (40569290)
小林 茂樹  山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90397993)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードリアノジン受容体 / カルモジュリン / 不整脈 / 心肥大
研究実績の概要

1.作成したCaM高親和性RyR2変異マウスを我々が保有している3つのCPVT型KIマウスR2474S KIマウスの掛け合わせを行い、genotyping後、ヘテロマウスが抗不整脈性を獲得しているか否かを検討した。その結果このマウスはテレメトリーによる24時間ECGモニタリング、及びepinephrineの投与でWTマウスに比べ強い不整脈耐性を示した。これはJCI insightに報告した。
2.CaM HAマウス KIマウスに対してTAC作成4、8週間後に心エコーにて左室径・壁厚、fractional shorteningを計測した後、エピネフリン/運動負荷による不整脈誘発試験を行った。その結果、CaMHAマウスにおいては、心肥大が著明に抑制されていたが、収縮性は保たれていた。さらに、心筋細胞を単離培養し以下を計測した;①Ca2+ transient、SR Ca2+ content、Ca2+ spark、cell shortening;②anti-CaM,anti-GRK5, anti-HDAC4,5, anti-p-HDAC4,5の抗体を用いた免疫染色によるCaM, HDAC, GRK5の核・細胞質内分布、リン酸化HDACの割合および心肥大遺伝子(BNP,c-fos, c-jun)の発現;③蛍光ラベルしたrecombinant CaM(F-CaM)の細胞内導入によるRyR2に対するCaM結合能。実験ではCaM HAマウスはTACにおいて非常に強い生存率の改善を見た。またこのマウスにおいてはCaMの核内移行がほぼ完全に抑えられており、HDACの核外移動もほぼ完全に抑えていた。現在論文投稿済みrevise中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2年目に計画した実験はおおむね遂行できた。

今後の研究の推進方策

CaM HAマウスにおけるTAC後のCaM, HDAC, 肥大遺伝子の解析:
我々はRyR2CaM結合ドメイン(RyR2CaMBD)のmutated peptideを多数スクリーニングした結果、RyR2に対するCaMの結合を強める変異を見いだし、その変異RyR2を組み込んだノックイン(KI)マウス(CaM HAマウス)を作成した。このマウスの特徴はCaMには変異を加えてないのでCaMの他の蛋白質への結合には影響が無いことである。CaM HAマウスでは、DPc10(CPVTにおけるRyR2内の変異部位:R2474Sを含んだペプチドで、native domainと分子間競合してドメインunzipを引き起こす)によりCaMが解離しない、すなわちドメイン連関障害→CaM解離が起きないことを確認している。このCaM HAマウスに対してTACを行い8週間後に心筋細胞を単離し、①形態、予後、肥大遺伝子の発現を解析し、②固定してanti-CaM, anti-GRK5, anti-HDAC4,5, anti-p-HDAC4,5の抗体にて免疫染色を行う、Shamマウスでは(ドメイン連関障害→CaM解離を誘導;JMCC 2015)による刺激後、経時的に固定し同様の免疫染色を行う。③蛍光ラベルしたrecombinant CaM(F-CaM)を導入し、RyR2に対するCaMの親和性を計測する。④Ca2+ spark, SR Ca2+ content, field stimulation時のspontaneous Ca2+ transientを計測する。これらの解析によりドメイン連関障害→CaM解離を抑制するという介入が心肥大を抑止することができるかを検討する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Stabilizing cardiac ryanodine receptor prevents the development of cardiac dysfunction and lethal arrhythmia in Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase IIδc transgenic mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Sufu-Shimizu Y, Okuda S, Kato T, Nishimura S, Uchinoumi H, Oda T, Kobayashi S, Yamamoto T, Yano M.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 524 ページ: 431-438

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.01.107

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Factors limiting habitual exercise in patients with chronic heart failure: a multicenter prospective cohort study.2020

    • 著者名/発表者名
      Tadaki S, Sakata Y, Miura Y, Nochioka K, Miura M, Miyata S, Asakura M, Shimada K, Yamamoto T, Fukumoto Y, Kadokami T, Yasuda S, Miura T, Ando SI, Yano M, Kitakaze M, Daida H, Shimokawa H.
    • 雑誌名

      Heart Vessels

      巻: 35 ページ: 655-664

    • DOI

      10.1007/s00380-019-01529-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dantrolene prevents ventricular tachycardia by stabilizing the ryanodine receptor in pressure- overload induced failing hearts.2020

    • 著者名/発表者名
      Kajii T, Kobayashi S, Shiba S, Fujii S, Tamitani M, Kohno M, Nakamura Y, Nanno T, Kato T, Okuda S, Uchinoumi H, Oda T, Yamamoto T, Yano M.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 521 ページ: 57-63

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.10.071

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] G790del mutation in DSC2 alone is insufficient to develop the pathogenesis of ARVC in a mouse model.2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada Y, Yamamoto T, Nakamura Y, Sufu-Shimizu Y, Nanno T, Fukuda M, Ono M, Oda T, Okuda S, Ueyama T, Kobayashi S, Yano M.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Rep

      巻: 21 ページ: 100711

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bbrep.2019.100711

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ryanodine receptor-bound calmodulin is essential to protect against catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Y, Yamamoto T, Kobayashi S, Tamitani M, Hamada Y, Fukui G, Xu X, Nishimura S, Kato T, Uchinoumi H, Oda T, Okuda S, Yano M.
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 4 ページ: 126112

    • DOI

      10.1172/jci.insight.126112.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Stabilization of CaMKII-phosphorylated RyR2 By Dantrolene Prevents the Development of Age-related Cardiomyopathy in CaMKIIδc Transgenic Mice2019

    • 著者名/発表者名
      Yoko Sufu-Shimizu, Shinichi Okuda, Yoko Okamoto, Takayoshi Kato, Hitoshi Uchinoumi, Tetsuro Oda, Shigeki Kobayashi, Takeshi Yamamoto, Masafumi Yano
    • 学会等名
      AHA Scientific Sessions 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] The Difference of Calmodulin-Ryanodine Receptor Affinity Between N-terminal, Central and C-terminal RyR2-CPVT Knock-in Mice2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Uchinoumi, Xiaoqiong Dong, Ivanita Stefanon, Mena Said, Rogerio Faustino, Razvan L Cornea, Univ of Minnesota, Xander H.t. Wehrens, Takeshi Yamamoto, Masafumi Yano, Donald M Bers
    • 学会等名
      AHA Scientific Sessions 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical Role of Ryanodine Receptor Bound Calmodulin to Prevent Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihide Nakamura, Takeshi Yamamoto, Shigeki Kobayashi, Masaki Tamitani, Yoriomi Hamada, Go Fukui, Xiaojuan Xu, Shigehiko Nishimura, Takayoshi Kato, Hitoshi Uchinoumi, Tetsuro Oda, Shinichi Okuda, Masafumi Yano
    • 学会等名
      AHA BCVS 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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