不整脈治療薬としての2型リアノジン受容体阻害薬の有用性

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07105
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 呉林 なごみ 順天堂大学, 医学部, 客員准教授 (50133335)
• 研究分担者: 森 修一 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (00467630) ; 村山 尚 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (10230012) ; 村越 伸行 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80447218)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: リアノジン受容体 / 抗不整脈薬 / カルシウム / RyR2阻害薬 / 心臓 / カテコラミン誘発性多型性心室頻拍 / モデルマウス / 不整脈

研究実績の概要

RyR2の活性異常は、異所性の興奮を起点とする心室性不整脈を引き起こし、若年者の心臓突然死の原因となる。RyR2活性異常が関与する代表的疾患としては、RyR2の変異から発症するカテコラミン誘発性多型性心室頻拍 (CPVT)に加え、慢性心不全が挙げられる。これらの不整脈に対し、現在β遮断薬、Naチャネル阻害薬、Ca拮抗薬が用いられるが、不整脈を停止できない症例もあり、新規の抗不整脈薬が求められている。申請者らは、異所性興奮の始まりが筋小胞体Ca2+遊離チャネルである2型リアノジン受容体(RyR2)からの自発的Ca2+遊離である事に着目し、RyR2を抑制することが抗不整脈作用となると考え、これを検証する事を目的とした。
2021年度には、これまでに開発してきたRyR2特異的抑制薬が、動物レベルで実際に抗不整脈効果を示すかどうか、検証を行う事とした。前年度から、ヒトのCPVT変異を有する２種類の新規RyR2変異マウスの作製に取り掛かっていたが、2021年度の後半に変異マウスの作製が終了し、繁殖を行い、ようやく実験可能な数を揃える目途がついてきた。さらに、我々は他研究室で作製されていた既存マウスも２種類導入した。既存マウスを用いた実験において、この新規RyR2阻害薬が抗不整脈作用を有する事が示されつつあるが、発表の為に充分な量のデータを得るにはもう少し時間がかかる。さらに我々は新規モデルマウスについても検討を行い、RyR2阻害薬の抗不整脈効果を確固たるものとするため、本研究の期間を1年間延長する事とした。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

目的としているRyR2阻害薬の抗不整脈効果の検証は、最初は１種類のRyR2変異マウスについて行ってきたが、そのマウスモデルは重症不整脈を起こし、繁殖が悪く死亡例も多いなど、実験が困難な面があった。もう少し安定した不整脈を起こす別のモデルでも実験を進める必要を感じ、他のマウスモデルも導入し、そちらは順調に結果が出ている。しかし、全体としてマウスの準備に時間がかかったた為、完了までにもう少し時間が必要である。

今後の研究の推進方策

RyR2阻害薬の抗不整脈薬としての有用性・毒性の検討を、RyR2変異マウスを用いて行っていく。RyR2変異部位の違いは不整脈重症度の違いにつながる事が分かってきたので、変異の種類ごとに、まず不整脈誘発条件を検討し、（１）RyR2阻害薬の前投与がカテコラミン誘発性不整脈を抑制するか、また（２）誘発した不整脈をRyR2阻害薬が抑制するか、について明らかにする計画である。さらに、CryoEM顕微鏡を用い構造学者らとの共同研究により、RyR2阻害薬の結合部位、様式を明らかにし、RyR2阻害薬の分子的な抑制機構を検討する予定である。

次年度使用額が生じた理由

モデルマウスの作製に予想以上の時間がかかり、不整脈予防効果の検証実験を完了する事が出来なかったため、次年度に続きの実験を行う。助成金は、マウスの飼育費および不整脈測定用の消耗品および試薬代に充当する。

研究成果

• [国際共同研究] Virginia Commonwealth University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Virginia Commonwealth University
• [雑誌論文] Cytosolic Ca2+-dependent Ca2+ release activity primarily determines the ER Ca2+ level in cells expressing the CPVT-linked mutant RYR2 (2022)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi Nagomi、Murayama Takashi、Ota Ryosaku、Suzuki Junji、Kanemaru Kazunori、Kobayashi Takuya、Ohno Seiko、Horie Minoru、Iino Masamitsu、Yamashita Fumiyoshi、Sakurai Takashi
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 巻: 154 ページ: -
  • DOI: 10.1085/jgp.202112869
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NRSF-GNAO1 Pathway Contributes to the Regulation of Cardiac Ca2+ Homeostasis (2022)
  • 著者名/発表者名: Inazumi Hideaki, Kuwahara Koichiro, Nakagawa Yasuaki, Kuwabara Yoshihiro, Numaga-Tomita Takuro, Kashihara Toshihide, Nakada Tsutomu, Kurebayashi Nagomi, Oya M, Nonaka M, Sugihara M, Kinoshita H, Moriuchi K, Yanagisawa H, Nishikimi T, Motoki H, Yamada M, Morimoto S, Otsu K, Mortensen R M., Nakao K, Kimura T
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: 130 ページ: 234～248
  • DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.318898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss-of-function mutations in cardiac ryanodine receptor channel cause various types of arrhythmias including long QT syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirose Sayako、Murayama Takashi、Tetsuo Naoyuki、Hoshiai Minako、Kise Hiroaki、Yoshinaga Masao、Aoki Hisaaki、Fukuyama Megumi、Wuriyanghai Yimin、Wada Yuko、Kato Koichi、Makiyama Takeru、Kimura Takeshi、Sakurai Takashi、Horie Minoru、Kurebayashi Nagomi、Ohno Seiko
  • 雑誌名: EP Europace 巻: 24 ページ: 497～510
  • DOI: 10.1093/europace/euab250
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel RyR1-selective inhibitor prevents and rescues sudden death in mouse models of malignant hyperthermia and heat stroke (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamazawa Toshiko, Kobayashi Takuya, Kurebayashi Nagomi, Konishi Masato, Noguchi Satoru, Inoue Takayoshi, Inoue Yukiko-U, Nishino I, Mori S, Iinuma H, Manaka N, Kagechika H, Uryash A, Adams J, Lopez JR, Liu X, Diggle C, Allen PD, Kakizawa S, Ikeda K, Lin B, Ikemi Y, Nunomura K, Nakagawa S, Sakurai T, Murayama T
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 4293
  • DOI: 10.1038/s41467-021-24644-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Differential effects of the formin inhibitor SMIFH2 on contractility and Ca2+ handling in frog and mouse cardiomyocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakata Koji、Matsuyama Sho、Kurebayashi Nagomi、Hayamizu Kengo、Murayama Takashi、Nakamura Kunihide、Kitamura Kazuo、Morimoto Sachio、Takeya Ryu
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 26 ページ: 583～595
  • DOI: 10.1111/gtc.12873
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibition of endothelin A receptor by a novel, selective receptor antagonist enhances morphine-induced analgesia: Possible functional interaction of dimerized endothelin A and μ-opioid receptors (2021)
  • 著者名/発表者名: Kuroda Yui、Nonaka Miki、Kamikubo Yuji、Ogawa Haruo、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Sakairi Hakushun、Miyano Kanako、Komatsu Akane、Dodo Tetsushi、Nakano-Ito Kyoko、Yamaguchi Keisuke、Sakurai Takashi、Iseki Masako、Hayashida Masakazu、Uezono Yasuhito
  • 雑誌名: Biomedicine & Pharmacotherapy 巻: 141 ページ: 111800～111800
  • DOI: 10.1016/j.biopha.2021.111800
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sudden death after inappropriate shocks of implantable cardioverter defibrillator in a catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia case with a novel RyR2 mutation (2021)
  • 著者名/発表者名: Itoh Hideki、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Ohno Seiko、Kobayashi Takuya、Fujii Yusuke、Watanabe Masaya、Ogawa Haruo、Anzai Toshihisa、Horie Minoru
  • 雑誌名: Journal of Electrocardiology 巻: 69 ページ: 111～118
  • DOI: 10.1016/j.jelectrocard.2021.09.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification of Recombinant Wild Type and Mutant Ryanodine Receptors Expressed in HEK293 Cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Hu Yifan、Iyer Kavita、Nayak Ashok、Kurebayashi Nagomi、Murayama Takashi、Samso Montserrat
  • 雑誌名: BIO-PROTOCOL 巻: 11 ページ: e4112
  • DOI: 10.21769/BioProtoc.4112
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] DIFFERENTIAL IMPACTS OF ARRHYTHMIA-LINKED LOSS-OF-FUNCTION RYR2 MUTATIONS ON CA2+ SIGNALING IN CARDIAC CELLS. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nagomi Kurebayashi, Takashi Murayama, Naoyuki Tetsuo, Sayako Hirose, Minoru Horie, Seiko Ohno, Takashi Sakurai
  • 学会等名: 66th Annual Meeting of the Biophysical Society
  • 国際学会
• [学会発表] 機能喪失型催不整脈性RyR2変異が引き起こす様々なCa2+動態異常 (2022)
  • 著者名/発表者名: 呉林 なごみ，村山 尚，哲翁 直之，廣瀬 紗也子，堀江 稔，大野 聖子，櫻井 隆
  • 学会等名: 第95回 日本薬理学会年会
• [学会発表] RyR2発現細胞におけるCa2+オシレーションと小胞体Ca2+レベルの調節メカニズム (2022)
  • 著者名/発表者名: 呉林 なごみ, 村山 尚, 太田亮 作, 山下 富義, 鈴木 純二, 金丸 和典, 飯野 正光, 櫻井 隆
  • 学会等名: 第99回 日本生理学会大会
• [備考] 順天堂大学大学院 細胞・分子薬理学
  • URL: http://pharmacology.sakura.ne.jp/
• [備考] 順天堂大学大学院 細胞・分子薬理学 業績
  • URL: http://pharmacology.sakura.ne.jp/jp/publication.html
• [備考] リサーチマップ 呉林なごみ
  • URL: https://researchmap.jp/read0025294