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2019 年度 実績報告書

iPS細胞を用いたカルモジュリン遺伝子関連不整脈疾患の病態解析と新規治療法開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K15847
研究機関京都大学

研究代表者

山本 雄大  京都大学, 医学研究科, 研究員 (10802762)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードカルモジュリン / 不整脈 / iPS細胞 / QT延長症候群 / アンチセンス核酸 / 遺伝子治療
研究実績の概要

カルモジュリン遺伝子変異によって引き起こされるQT延長症候群(LQTS)やカテコラミン誘発性多形性心室頻拍(CPVT)等の致死性不整脈疾患や神経疾患はカルモジュリノパチーと呼ばれる新たな疾患概念として注目されている。本研究では表現型の異なる3症例(CALM2-E46K変異: CPVT・神経疾患, CALM2-N98S変異: LQTS・CPVT, CALM2-D134H変異: LQTS)の患者よりiPS細胞を樹立し、解析を行っている。樹立したiPS細胞モデルを用いて前年に引き続き、病態解明として患者由来iPS細胞モデルにおける緩徐活性型遅延整流性K電流(IKs)の解析、また新規治療法の検討としてアンチセンス核酸を用いた新規治療法の検討を行った。
CALM2-N98S変異症例では複数の患者において運動時の失神やQT間隔の延長などKCNQ1遺伝子変異を原因とするLQT1に類似した表現型が認められている。N98S変異iPS細胞モデルにおいてパッチクランプ法により、Iks電流の解析を行ったところ、健常人由来のコントロールと比較してイソプロテレノール負荷時の電流密度が小さいことが認められた。また、膜電位インジケーター用いたイメージングシステムによる活動電位の解析により、イソプロテレノールによる活動電位持続時間の短縮率が小さいことを明らかにした。現在、この研究成果を論文にまとめているところである。
新規治療法の開発として前年に培養細胞においてCALM2発現抑制効果の認められたアンチセンス核酸のiPS細胞由来心筋細胞における効果を検討した。QPCRによるCALM2遺伝子発現の解析ではiPS細胞由来心筋細胞においてもアンチセンス核酸の発現抑制を確認することができた。また電気生理学的解析においても活動電位持続時間の短縮が認められ、治療法としても効果が認められた。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 8件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Phenotype-Based High-Throughput Classification of Long QT Syndrome Subtypes Using Human Induced Pluripotent Stem Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Daisuke、Baba Shiro、Makiyama Takeru、Shibata Hirofumi、Hirata Takuya、Akagi Kentaro、Matsuda Koichi、Kohjitani Hirohiko、Wuriyanghai Yimin、Umeda Katsutsugu、Yamamoto Yuta、Conklin Bruce R.、Horie Minoru、Takita Junko、Heike Toshio
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 13 ページ: 394-404

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2019.06.007

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Calmodulinopathy(カルモジュリン遺伝子関連不整脈疾患) iPS細胞技術を用いた疾患モデルの作製と遺伝子治療へのアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      山本 雄大,牧山 武
    • 雑誌名

      心電図

      巻: 39 ページ: 273-282

  • [学会発表] Modeling Overlap Syndrome Of Long QT And Brugada Syndrome Associated With CACNA1C-E1115K Which Alters Ion Selectivity With Induced Pluripotent Stem Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Asami Kashiwa, Takeru Makiyama, Hirohiko Kohjitani, Yimin Wuriyanghai, Yuta Yamamoto, Gao Jungshan, Hai Huang, Taisuke Ishikawa, Seiko Ohno, Futoshi Toyoda, , Seiichi Sato, Minoru Horie , Naomasa Makita, Takeshi Kimura.
    • 学会等名
      40th Heart Rhythm Scientific Sessions
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Computational Action Potential Analyzing System Enables Accurate Drug Response Interpretation and Prediction in Human Induced Pluripotent Stem Cell-derived Cardiomyocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohiko Kohjitani, Shigeya Kouda, Yukiko Himeno, Takeru Makiyama, Asami Kashiwa, Yimin Wuriyanghai, Yuta Yamamoto, Minoru Horie, Takeshi Kimura, Akinori Noma, Akira Amano.
    • 学会等名
      40th Heart Rhythm Scientific Sessions
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Insights into Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia-associated RyR2 Mutant Channels using a Three-dimensional In Silico Model.2019

    • 著者名/発表者名
      J. Gao, T. Makiyama, S. Ohno, Y. Yamamoto, Y. Wuriyanghai, H. Kohjitani, A. Kashiwa, H. Huang, K. Katou, M. Horie, T. Kimura.
    • 学会等名
      European Society of Cardiology Congress 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] KCNQ1 Channel Dysfunction in human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes carrying a CALM2-N98S mutation associated with long QT syndrome2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamamoto, Takeru Makiyama, Yimin Wuriyanghai, Hirohiko Kohjitani, Sayako Hirose, Jingshan Gao, Asami Kashiwa, Huang Hai, Takanori Aizawa, Tomohiko Imamura, Taisuke Ishikawa, Seiko Ohno, Kazuhisa Chonabayashi, Hideki Motomura, Yoshinori Yoshida, Minoru Horie, Naomasa Makita, Takeshi Kimura
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphological and electrophysiological characterization of homozygous lamin A/C knockout human induced-pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. American Heart Association Scientific Sessions 20192019

    • 著者名/発表者名
      Yimin Wuriyanghai, Takeru Makiyama, Yuta Yamamoto, Hirohiko Kohjitani, Sayako Hirose, Jingshan Gao, Asami Kashiwa, Hai Huang, Takanori Aizawa, Tomohiko Imamura, Seiko Ohno, Minoru Horie, Takeshi Kimura
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Response of KCNQ1 to Adrenergic Stimulation was Impaired in Human Induced Pluripotent Stem Cell-derived Cardiomyocytes Carrying a CALM2-N98S Mutation Associated with Long QT Syndrome.2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamamoto, Takeru Makiyama, Yimin Wuriyanghai, Hirohiko Kohjitani, Sayako Hirose, Jingshan Gao, Asami Kashiwa, Huang Hai, Takanori Aizawa, Tomohiko Imamura, Taisuke Ishikawa, Seiko Ohno, Kazuhisa Chonabayashi, Hideki Motomura, Yoshinori Yoshida, Minoru Horie, Naomasa Makita, Takeshi Kimura
    • 学会等名
      12th Asia Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Algorithmic Auto-Recreation System of hiPSC-CMs Simulation and Prediction of Drug Testing.2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohiko Kohjitani, Shigeya Kouda, Yukiko Himeno, Takeru Makiyama, Asami Kashiwa, Yimin Wuriyanghai, Yuta Yamamoto, Minoru Horie, Takeshi Kimura, Akinori Noma, Akira Amano
    • 学会等名
      12th Asia Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Patients characteristics of idiopathic ventricular fibrillation carrying SCN5A mutations without Brugada or long QT syndrome.2019

    • 著者名/発表者名
      Takanori Aizawa, Takeru Makiyama, Hai Huang, Tomohiko Imamura, JingShan Gao, Yimin Wuriyanghai, Takeru Makiyama, Yuta Yamamoto, Hirohiko Kohjitani, Sayako Hirose, Jingshan Gao, Asami Kashiwa, Hai Huang, Wuriyanghai Yimin, Hirohiko Kohjitani, Yuta Yamamoto, Seiko Ohno, Minoru Horie
    • 学会等名
      12th Asia Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Algorithmic Auto-Recreation System of hiPSC-CMs Simulation and Prediction of Drug Testing2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohiko Kohjitani, Shigeya Kouda, Yukiko Himeno, Takeru Makiyama, Hai Huang, Jingshan Gao, Asami Kashiwa, Yimin Wuriyanghai, Daisuke Yoshinaga, Takeshi Kimura, Akira Amano.
    • 学会等名
      第83回日本循環器学会学術集会
  • [学会発表] Overlapping Sick Sinus Syndrome Associated with SCN5A Mutations in Patients with Brugada Syndrome2019

    • 著者名/発表者名
      Asami Kashiwa, Takeru Makiyama, Seiko Ohno, Hisaaki Aoki, Hirohiko Kohjitani Yimin Wuriyanghai, Yuta Yamamoto, Jingshan Gao, Huang Hai, Minoru Horie, Takeshi Kimura.
    • 学会等名
      第83回日本循環器学会学術集会
  • [学会発表] Three-Dimensional Structural Analysis of Mutant Ryanodine Receptor Type 2 Channels Associated with Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia.2019

    • 著者名/発表者名
      Jingshan Gao, Takeru Makiyama, Seiko Ohno, Yuta Yamamoto, Yimin Wuriyanghai, Hirohiko Kohjitani, Asami Kashiwa, Minoru Horie, Takeshi Kimura.
    • 学会等名
      第83回日本循環器学会学術集会
  • [学会発表] Modeling Overlapping Phenotypes of Long-QT and Brugada Syndrome with CACNA1C-E1115K that Alters Ion Selectivity of the Cardiac L-Type Calcium Channel Using Induced Pluripotent Stem Cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Asami Kashiwa, Takeru Makiyama, Hirohiko Kohjitani, Yimin Wuriyanghai, Yuta Yamamoto, Jingshan Gao, Hai Huang, Taisuke Ishikawa, Seiko Ohno, Futoshi Toyoda, Seiichi Sato, Minoru Horie, Naomasa Makita, Takeshi Kimura
    • 学会等名
      第66回日本不整脈心電学会学術大会
  • [学会発表] Algorithmic Auto-Recreation System of hiPSC-CMs Simulation and Prediction of Drug Testing.2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohiko Kohjitani, Shigeya Kouda, Yukiko Himeno, Takeru Makiyama, Hai Huang, Jingshan Gao, Asami Kashiwa, Yimin Wuriyanghai, Daisuke Yoshinaga, Takeshi Kimura, Akira Amano.
    • 学会等名
      第66回日本不整脈心電学会学術大会
  • [学会発表] Single Cell Electrophysiological Analysis of iPS Cell-derived Cardiomyocytes Generated from Long-QT Syndrome Patients Carrying a CALM2 Mutation Using a Membrane Potential Imaging System.2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamamoto, Takeru Makiyama(代発表), Yimin Wuriyanghai, Hirohiko Kohjitani, Sayako Hirose, Jingshan Gao, Asami Kashiwa, Huang Hai, Taisuke Ishikawa, Seiko Ohno, Kazuhisa Chonabayashi, Kenji Suda, Yoshinori Yoshida, Minoru Horie, Naomasa Makita, Takeshi Kimura,
    • 学会等名
      第66回日本不整脈心電学会学術大会
  • [学会発表] Structural Insights into Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia-associated RyR2 Mutant Channels using a Three-dimensional in Silico Model.2019

    • 著者名/発表者名
      Jingshan Gao, Takeru Makiyama, Seiko Ohno, Yuta Yamamoto, Yimin Wuriyanghai, Hirohiko Kohjitani, Asami Kashiwa, Hai Huang, Kouichi Katou, Minoru Horie, Takeshi Kimura.
    • 学会等名
      第66回日本不整脈心電学会学術大会
  • [学会発表] Phenotype-based High-throughput Classification of Long-QT Syndrome Subtypes Using Human Induced Pluripotent Stem Cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yoshinaga, Shiro Baba, Takeru Makiyama, Hirofumi Shibata, Takuya Hirata, Kentaro Akagi, Koichi Matsuda, Hirohiko Kohjitani, Yimin Wuriyanghai, Katsutsugu Umeda, Yuta Yamamoto, Bruce R. Conklin, Minoru Horie, Junko Takita, Toshio Heike.
    • 学会等名
      第66回日本不整脈心電学会学術大会
  • [学会発表] Complex aberrant splicing in the induce pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes from a patient with long-QT syndrome carrying KCNQ1-A344Aspl mutation.2019

    • 著者名/発表者名
      Wuriyanghai Y, Makiyama T, Sasaki K, Kamakura T, Yamamoto Y, Hayano M, Harita T, Nishiuchi S, Chen J, Kohjitani H, Hirose S, Yokoi F, Gao J, Chonabayashi K, Watanabe K, Ohno S, Yoshida Y, Kimura T, Horie M
    • 学会等名
      第66回日本不整脈心電学会学術大会
  • [産業財産権] アンチセンスオリゴヌクレオチド医薬のスクリーニング方法2020

    • 発明者名
      牧山武、山本雄大、入山友輔、近藤嘉紀、日高夕貴、石川龍太郎
    • 権利者名
      牧山武、山本雄大、入山友輔、近藤嘉紀、日高夕貴、石川龍太郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-036716
  • [産業財産権] CALM2のアンチセンスオリゴヌクレオチド2020

    • 発明者名
      入山友輔、近藤嘉紀、日高夕貴、石川龍太郎、牧山武、山本雄大
    • 権利者名
      入山友輔、近藤嘉紀、日高夕貴、石川龍太郎、牧山武、山本雄大
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-036715

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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