細胞外マトリクス連関に着目した解剖学的動脈管閉鎖の分子機序の解明と新規治療開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03650
• 研究機関: 東京医科大学
• 研究代表者: 横山 詩子 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (70404994)
• 研究分担者: 川原 玄理 東京医科大学, 医学部, 准教授 (40743331) ; 林 由起子 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (50238135) ; 谷藤 章太 東京医科大学, 医学部, 助教 (50529245)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 動脈管 / リモデリング / 細胞外マトリクス

研究実績の概要

現在約3割もの超未熟児が血管収縮を標的とした現在の治療に抵抗性である。すなわち動脈管の閉鎖は血管平滑筋を収縮させるだけでは十分ではない。動脈管の完全な閉鎖には、血管収縮と共に“内膜肥厚形成”が重要な役割を果たす。研究代表者は先行研究で、EP4を介して細胞外マトリクスであるFibulin-1が著明に増加することを見出した。本研究では、Fibulin-1を中心とした細胞マトリクス連関に焦点を当てて動脈管の内膜肥厚形成の分子機序の全容を解明し、EP4とFibulin-1の発現誘導をもたらす機序を明らかすることで、内膜肥厚形成を促す動脈管開存症に対する新たな戦略を見出すことを目的とした。
これまでの研究で、Fibulin-1欠損マウス(Fbln1-/-)が全例動脈管開存症になることと、バーシカンのヒアルロン酸結合部変異マウス(VcanΔ3/Δ3)の動脈管でも３０％が動脈管開存症となることを明らかにした。In vivoの検討からは、バーシカンサブタイプのうちV0とV1アイソフォームが同等に検出され、いずれのアイソフォームのバーシカンもヒアルロン酸と結合していることが示された。また、平滑筋細胞由来のfibulin-1が内皮細胞由来のバーシカンと結合することで、平滑筋細胞の内皮細胞側への方向性遊走が促進されることが明らかとなった。
EP4発現の機序と制御法を検討するために、EP4が発現するとGFPの蛍光強度が増すトランスジェニックゼブラフィッシュを、プロモーター領域が異なる２ライン確立した。トランスジェニックゼブラフィッシュの２つのラインは、発達段階で概ね同様のGFP発光のパターンを示した。

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

EP4発現をGFP蛍光の強度として反映するトランスジェニックゼブラフィッシュのラインを確立した。

今後の研究の推進方策

確立したトランスジェニックゼブラフィッシュの2ラインを使用して、種々の薬剤を用いてEP4発現の機序と制御法を検討する。

研究成果

• [国際共同研究] Augusta University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Augusta University
• [雑誌論文] Molecular mechanisms regulating extracellular matrix-mediated remodeling in the ductus arteriosus (2023)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama Utako、Oka Sayuki、Saito Junichi
  • 雑誌名: Seminars in Perinatology 巻: 47 ページ: 151716～151716
  • DOI: 10.1016/j.semperi.2023.151716
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of intracellular Mg2+ caused by reactive oxygen species in rat ventricular myocytes (2023)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Michiko、Konishi Masato、Watanabe Makino、Yokoyama Utako
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology 巻: 324 ページ: C963～C969
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00490.2022
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamic cardiovascular remodeling to adapt extrauterine life (2023)
  • 著者名/発表者名: Utako Yokoyama
  • 学会等名: The 100th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Role of TRPM7 in the pathophysiology of aortic dissection (2023)
  • 著者名/発表者名: Hana Inoue, Takashi Nakamura, Hiyo Obikane, Toshitaka Nagao, Utako Yokoyama
  • 学会等名: The 100th Anniversary Meeting of the Physiological Society of Japan
• [学会発表] Mg2+ extrusion activated by hydrogen peroxide in rat ventricular myocytes (2023)
  • 著者名/発表者名: Michiko Tashiro, Masato Konishi, Makino Watanabe, Utako Yokoyama
  • 学会等名: 67 th Annual Meeting of the Biophysical Society
  • 国際学会
• [学会発表] Angiotensin II-treated zebrafish as a new experimental model to study vascular elastic fiber formation (2023)
  • 著者名/発表者名: Shota Tanifuji, Genri Kawahara, Takashi Nakamura, Saki Iida, Yukiko K. Hayashi, Utako Yokoyama
  • 学会等名: The 100th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
• [学会発表] Development of a three-dimensional layered cell sheet with elastic fiber formation (2023)
  • 著者名/発表者名: Shota Futagami, Shota Tanifuji, Takashi Nakamura, Yuji Naito, Tomoyuki Kojima, Takuya Naruto, Michiya Matsusaki, Utako Yokoyama
  • 学会等名: The 100th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
• [学会発表] 機械工学とバイオの融合による成長する人工血管の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 横山詩子
  • 学会等名: 第９回医薬工３大学包括連携推進シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 血管弾性線維形成の制御機構と血管病変を検出する血中バイオマーカーの探索 (2022)
  • 著者名/発表者名: 横山詩子
  • 学会等名: 第21回日本血管血流学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 動脈管閉鎖の機序解明と小児用生体材料グラフト開発への挑戦 (2022)
  • 著者名/発表者名: 横山詩子
  • 学会等名: 第57回東北発達心臓病研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 大血管におけるプロスタグランジンE受容体EP4によるマトリックス制御機構 (2022)
  • 著者名/発表者名: 横山詩子、廣見太郎、飯田早紀、谷藤章太、中村隆
  • 学会等名: 第54回日本結合組織学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] ステント留置が引き起こす血管内膜肥厚におけるプロスタグランジンE2-EP4シグナルの役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 奥村滋邦、加藤優子、横山詩子、本間宙
  • 学会等名: 第50回日本集中治療医学会学術集会
• [学会発表] 低酸素下周期的加圧培養によるヒト平滑筋細胞由来人工血管の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中村隆、小嶋朋之、齋藤純一、井上華、宮城悦子、石川義弘、横山詩子
  • 学会等名: 第30回日本血管生物医学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] マウス胎仔線維芽細胞を用いたPGE2受容体EP4 mRNA発現量変化の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 三橋 龍、中村 隆、横山 詩子
  • 学会等名: 第190回東京医科大学医学会総会
• [学会発表] 肺静脈狭窄症における内膜肥厚形成に関与する分子の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 古田智子, 内藤祐二, 岡沙由稀, 飯田早紀, 石道基典, 岩淵英人, 猪飼秋夫, 坂本喜三郎, 横山詩子
  • 学会等名: 第190回東京医科大学医学会総会
• [学会発表] 網羅的遺伝子解析からみた肺動脈性肺高血圧症のCancer paradigm機構 (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤村晋太郎, 田代倫子, 谷藤章太, 横山詩子
  • 学会等名: 第190回東京医科大学医学会総会
• [学会発表] ゼブラフィッシュにおけるアンジオテンシンIIの血管への作用の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷藤章太, 川原玄理, 中村隆, 飯田早紀, 林由起子, 横山詩子
  • 学会等名: 第190回東京医科大学医学会総会
• [学会発表] 細胞外マトリックスversicanの大動脈瘤の進行における役割の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 飯田早紀、廣見太郎、中村隆、横山詩子
  • 学会等名: 第190回東京医科大学医学会総会
• [学会発表] 低酸素下加圧培養によるヒト臍帯動脈平滑筋細胞由来の人工血管の作製 (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Kojima, Junichi Saito, Takashi Nakamura, Hana Inoue, Etsuko Miyagi, Yoshihiro Ishikawa, Utako Yokoyama
  • 学会等名: 第58回日本小児循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] 先天性心疾患における肺静脈狭窄の組織学的検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuji Naito, Saki Iida, Tomoko Furuta, Sayuki Oka, Tomoyuki Kojima, Motonori Ishido, Hideto Iwahuchi, Ikai Akio, Kisaburo Sakamoto, Utako Yokoyama
  • 学会等名: 第58回日本小児循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] TRPM7チャネル-キナーゼ相互作用による活性制御と酸化ストレスによる調節 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上華, 村山尚, 小林琢也, 小西真人, 横山詩子
  • 学会等名: TRP研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms of a newly established inherited arrhythmia mouse model and its clinical application (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuta Okabe, Nobuyuki Murakoshi, Yoko Ito, Chika Miyoshi, Hiromasa Funato, Koichiro Ishii, Hana Inoue, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Dongzhu Xu, Kazuhiro Aonuma, Shigeharu Wakana, Utako Yokoyama, Takashi Sakurai, Masaki Ieda, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: 第87回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Postnatal oxygenation promotes anatomical closure of the ductus arteriosus by basic fibroblast growth factor-mediated intimal thickening. (2022)
  • 著者名/発表者名: Takashi Noguchi, Takahiro Kemmotsu, Etsuko Miyagi, Utako Yokoyama.
  • 学会等名: 第74回 日本産科婦人科学会学術講演会
• [学会発表] PGE receptor EP4 signaling increased hyaluronan-vesican complex in abdominal aortic aneurysm (2022)
  • 著者名/発表者名: Taro Hiromi, Saki Iida, Takashi Nakamura, Ichiro Takeuchi, Utako Yokoyama
  • 学会等名: Experimental Biology 2022
  • 国際学会
• [備考] 東京医科大学細胞生理学分野
  • URL: https://tokyo-med-physiology.jimdofree.com/