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2021 年度 実績報告書

成熟心筋細胞の脱分化・増殖誘導機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03683
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

菊地 和  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (10638240)

研究分担者 大谷 健太郎  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (50470191)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード心筋細胞 / 脱分化 / 増殖 / 転写因子 / ゼブラフィッシュ / マウス / 心筋再生
研究実績の概要

本年度は前年度から引き続きKlf1を起点とする心筋細胞脱分化・増殖亢進プログラムの解明(研究項目1 )を進め、Klf1が直接発現制御に関わる新規転写因子の複数同定した。これらの転写因子の発現解析を実施するとともに、in vivoでの機能解析のための遺伝子導入魚を作製した。これらの遺伝子導入魚を用いた予備実験では心筋細胞の脱分化に特異的な機能を持つことが示唆され、これらの新規転写因子の解析を進めることで心筋再生機序の解明が進むことが期待される。今後、網羅的遺伝子発現解析、ChIP-seq解析、メタボローム解析などを進め、更なる分子機序の解明を目指す。また、前年度より進めているKlf1遺伝子導入マウスの作製では(研究項目2)5系統を樹立し、そのうち2系統で比較的高いレベルの心筋発現を観察した。現在この2系統に焦点をしぼり解析を進めている。予備的実験では、出生後初期にKlf1の発現を心筋特異的に発現した個体において生後14日を経過しても心筋細胞分裂が観察されており、マウスにおいてもKlf1の心筋細胞増殖の誘導効果が示唆された。しかし、成長過程にあるマウスを用いた解析ではコントロールマウスの心臓に見られる心筋細胞の増殖レベルが一定せず、今後信頼性の高い解析を実施する上での困難が予想される。そのため、現在、申請書にある成体での解析(研究項目3)に注力するべく樹立した遺伝子導入マウスを心筋特異的Creマウスと交配中である。十分数のマウスが得られた場合は、組織学的解析、網羅的遺伝子発現解析などを実施するとともに、心筋梗塞モデルを用いた治療効果の判定実験を実施する。

現在までの達成度 (区分)
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

研究項目1において新たな進展が見られ、また、研究項目2、研究項目3の遂行に必須な遺伝子導入マウスの作製が終了し、現在解析のための交配が進んでいるため。

今後の研究の推進方策

研究項目1の進展から得られた新規転写因子の解析を進めるとともに、研究項目2、研究項目3の遂行に必須な遺伝子導入マウスの交配を終了し、魚ーマウス間比較、心筋再生効果の検討を実施する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Rough and smooth variants of Mycobacterium abscessus are differentially controlled by host immunity during chronic infection of adult zebrafish2022

    • 著者名/発表者名
      Kam Julia Y.、Hortle Elinor、Krogman Elizabeth、Warner Sherridan E.、Wright Kathryn、Luo Kaiming、Cheng Tina、Manuneedhi Cholan Pradeep、Kikuchi Kazu、Triccas James A.、Britton Warwick J.、Johansen Matt D.、Kremer Laurent、Oehlers Stefan H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 952

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28638-5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Zebrafish <i>Heme Oxygenase 1a</i> Is Necessary for Normal Development and Macrophage Migration2022

    • 著者名/発表者名
      Luo Kaiming、Ogawa Masahito、Ayer Anita、Britton Warwick J.、Stocker Roland、Kikuchi Kazu、Oehlers Stefan H.
    • 雑誌名

      Zebrafish

      巻: 19 ページ: 7~17

    • DOI

      10.1089/zeb.2021.0058

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Haem oxygenase limits Mycobacterium marinum infection-induced detrimental ferrostatin-sensitive cell death in zebrafish2022

    • 著者名/発表者名
      Luo Kaiming、Stocker Roland、Britton Warwick J.、Kikuchi Kazu、Oehlers Stefan H.
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 289 ページ: 671~681

    • DOI

      10.1111/febs.16209

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diversity and function of motile ciliated cell types within ependymal lineages of the zebrafish brain2021

    • 著者名/発表者名
      DGama Percival P...Kikuchi Kazu、Kizil Caghan、Yaksi Emre、Roy Sudipto、Jurisch-Yaksi Nathalie
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 37 ページ: 109775~109775

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109775

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Kruppel-like factor 1 is a core cardiomyogenic trigger in zebrafish2021

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Masahito、Geng Fan-Suo、Humphreys David T.、Kristianto Esther、Sheng Delicia Z.、Hui Subhra P.、Zhang Yuxi、Sugimoto Kotaro、Nakayama Maki、Zheng Dawei、Hesselson Daniel、Hodson Mark P.、Bogdanovic Ozren、Kikuchi Kazu
    • 雑誌名

      Science

      巻: 372 ページ: 201~205

    • DOI

      10.1126/science.abe2762

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 心筋再生研究の新展開2021

    • 著者名/発表者名
      菊地 和
    • 学会等名
      30th Cardiovascular Metabolism and Aging Conference
    • 招待講演
  • [学会発表] 心筋細胞の自己再生機序2021

    • 著者名/発表者名
      菊地 和
    • 学会等名
      Cardio Research Conference
    • 招待講演
  • [学会発表] Induction of cardiomyocyte renewal in adult hearts2021

    • 著者名/発表者名
      菊地 和
    • 学会等名
      The 85th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society/JCS together with WCC 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Klf1-induced mechanisms for adult cardiomyocyte renewal2021

    • 著者名/発表者名
      菊地 和
    • 学会等名
      The 5th Japanese Circulation Society Council Forum on Basic Cardiovascular Research
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of cardiomyocyte dedifferentiation and proliferation by Klf12021

    • 著者名/発表者名
      菊地 和
    • 学会等名
      The 27th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
    • 招待講演
  • [学会発表] Klf1-mediated mechanisms for cardiomyocyte renewal2021

    • 著者名/発表者名
      菊地 和
    • 学会等名
      ZDM14: Zebrafish Disease Models Conference
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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