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2020 年度 実施状況報告書

心臓の病態生理学的な性差形成に対する性染色体由来の役割の統合的解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K21487
研究機関静岡県立大学

研究代表者

黒川 洵子  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (40396982)

研究分担者 森本 達也  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (50390779)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
キーワード性差 / 心臓 / 血管 / 性決定遺伝子 / iPS細胞 / 2卵性双生児
研究実績の概要

本研究は、循環器領域における男女別の薬物療法戦略への貢献を目指し、性決定遺伝子Sryの複合型遺伝子改変マウスと男女iPS細胞を利用した統合的解析法を新たに構築して、心臓の性差形成における性染色体上遺伝子による調節機構を解明することを目的としている。
従来のように加齢モデルを用いるのではなく、発達初期に注目した独自のアプローチによって、循環器領域で初めて、性ホルモンに起因しない性差形成機構を切り分けることに挑戦する。
今年度は、胎児マウスをモデルとして冠血管の形態機能の性差を解析し、血管収縮にみられる性差についてカルシウムチャネルや平滑筋収縮の調節因子の関与を薬理学的に解析した。性差そのものだけでなく阻害剤に対する反応性にも性差があるが、心臓が小さい群では性差が明確ではなかったことから、性差が形成される初期過程をとらえられている可能性があると考察した。緊急事態宣言下では遺伝子改変マウスを繁殖することが難しかったが、年度後半にはSry改変マウスを用いて雌雄差を解析した。冠血管径については、遺伝子改変マウスの遺伝子型によって体格がかなり異なることが判明し、インクインジェクションは行って、画像データは得られたものの、最適な補正方法が見つかっていない。そこで、E17.5だけではなくE18.5でも解析することにより、心臓の長軸長で補正することが適正で有るかどうか検討することにした。2卵生双生児の健常男女からのiPS細胞樹立については学内倫理委員会の開催が延期になったこともあり、当初の予定よりも遅れが生じたが、年度末に承認されて実験できることになり、順調に進んでいる。

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の性決定遺伝子を改変したマウスでの解析については、緊急事態宣言の影響により研究室での実験は一時的に停止したものの、これまで取得した画像データの解析に時間を充てることができた。実験をできない期間の詳細な解析の結果、マウスE17.5が冠血管の性差が形成され始めるタイミングではないかという新たな仮説を生み出すという成果に結びついた。研究項目2の男女双生児からのiPS細胞樹立の計画については、緊急事態宣言の影響を直接的に受けた。しかしながら、周囲の協力のおかげで、年度内に臨床実験を行うことができたので、世界の状況を考えれば善処したと思われる。
以上より、全体としては、概ね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

研究項目1については、胎生期マウスにおける冠血管の性差研究に関する論文を執筆することに必要なデータ(例数)を追加し、公表することを目指す。さらに、発生発達段階のことなるサンプルを取得し、マイクロアレイ解析などの網羅的解析により、性差形成のドライバー遺伝子の探索を行う。それとは別にiGONAD法による遺伝子導入実験については手技が安定しないので、研究室内の他のプロジェクトと共同で進めることにする。
研究項目2については、iPS細胞が樹立できるかを確認するために未分化性を免疫染色およびマーカー遺伝子の発現解析により検討する。その後、すぐさま心筋分化誘導を行い、細胞の特性が異なるかどうか、機能解析及び発現解析で調べていく。

次年度使用額が生じた理由

コロナ感染拡大のせいで、学会がオンライン開催になったため、旅費を使用することがなかった。さらに、緊急事態宣言下にて、研究室に学生が入れなくなってしまったため、その間の細胞培養等の実験は総て留めたため、細胞維持費として計上していた予算を使用しなかった。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A computational model of induced pluripotent stem-cell derived cardiomyocytes for high throughput risk stratification of KCNQ1 genetic variants2020

    • 著者名/発表者名
      Kernik Divya C.、Yang Pei-Chi、Kurokawa Junko、Wu Joseph C.、Clancy Colleen E.
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 16 ページ: e1008109

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1008109

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 性差医学に基づく薬の研究と安全性の追求2020

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子
    • 雑誌名

      ヘルシスト

      巻: 262 ページ: 6-9

  • [雑誌論文] Involvement of sex hormonal regulation of K+ channels in electrophysiological and contractile functions of muscle tissues electrophysiological and contractile functions of muscle tissues.2020

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa Junko
    • 雑誌名

      Healthist

      巻: Special Issue ページ: 30-33

  • [学会発表] Sry遺伝子改変マウスを用いた腎臓尿細管膜タンパク質の網羅的性差解析2021

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子、橋口丈晃、Pornparn Kongpracha、Pattama Wiriyasermkul、永森收志
    • 学会等名
      第14回日本性差医学・医療学会学術集会
  • [学会発表] QT延長毒性におけるエストロゲン類の影響2021

    • 著者名/発表者名
      杉本真菜、杉本真太朗、岡貴之、Igor Vorobyov、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      第14回日本性差医学・医療学会学術集会
  • [学会発表] 胎生マウス冠血管の機能形態における雌雄差の解析2021

    • 著者名/発表者名
      長沢思音,児玉昌美,西山功一,有馬勇一郎,坂本多穗, 黒川洵子
    • 学会等名
      第14回日本性差医学・医療学会学術集会
  • [学会発表] EFFECTS OF ESTROGENS ON THE ACTIONS OF HERG BLOCKERS2021

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Sugimoto, Fumiya Tamura, Mana Sugimoto, Oka Takayuki, Igor V. Vorobyov, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      Biophysical Society Annual Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Sex differences in functional morphology of embryonic murine coronary arteries.2021

    • 著者名/発表者名
      Shion Nagasawa, Masami Kodama, Ai Hasegawa, Takeaki Hashiguchi, Masahiko Yamaguchi, Hiroki Kurihara, Kouichi Nishiyama, Yuichiro Arima, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      Biophysical Society Annual Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 胎児マウス冠血管の形態機能に見られる性差2021

    • 著者名/発表者名
      長沢思音,児玉昌美,長谷川歩惟,橋口丈晃,山口賢彦,山崎泰広,栗原裕基,西山功一,有馬勇一郎,坂本多穗, 黒川洵子
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を利用したドキソルビシンによる心毒性に対する保護薬の探索研究2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐弦、中川桃夏、渡辺倫、山口賢彦、稲井誠、菅敏幸、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      第141回日本薬学会年会
  • [学会発表] 胎生マウス心臓の冠血管における性差2021

    • 著者名/発表者名
      長沢思音,児玉昌美,坂本多穗, 黒川洵子
    • 学会等名
      第141回日本薬学会年会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞のβアドレナリン受容体シグナル伝達に関する薬理学的研究2021

    • 著者名/発表者名
      國井渉、中川桃夏、五十嵐弦、山口賢彦、坂本多穗、黒川洵子
    • 学会等名
      第141回日本薬学会年会
  • [学会発表] Sex differences in the homeostatic maintenance of cardiomyocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Junko Kurokawa and Kazuho Sakamoto
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Homeostatic maintenance in human iPS cell-derived cardiomyocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Sakamoto and Junko Kurokawa
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
  • [学会発表] hERGチャネル内腔における阻害薬と合成エストロゲンの相互作用2020

    • 著者名/発表者名
      杉本真太朗、田村文弥、岡貴之、家田真樹、坂本多穗、黒川洵子
    • 学会等名
      第142回日本薬理学会関東部会
  • [学会発表] hERGスクリーニングにおける内因性エストロゲンの影響2020

    • 著者名/発表者名
      杉本真菜、杉本真太朗、岡貴之、坂本多穗、黒川洵子
    • 学会等名
      第142回日本薬理学会関東部会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞の収縮機能に対する品質評価2020

    • 著者名/発表者名
      山口賢彦、中川桃夏、五十嵐弦、坂本多穗、諫田泰成、黒川洵子
    • 学会等名
      第6回次世代を担う若手のためのレギュラトリーサイエンスフォーラム
  • [学会発表] 男女差を考慮した薬物治療の実現へ2020

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子
    • 学会等名
      静岡テックプランター
  • [学会発表] Evaluation of cardiotoxicity of doxorubicin on human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte by using field motion imaging.2020

    • 著者名/発表者名
      Gen Igarashi, Momoka Nakagawa, MasahikoYamaguchi, Makoto Inai, Toshiyuki Kan, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 25th Shizuoka forum on health and longevity
    • 国際学会
  • [学会発表] Cardiac tissue-specific evaluation for contractile function of murine cardiomyocytes.2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kunii, Masahiko Yamaguchi, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 25th Shizuoka forum on health and longevity
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphological and functional maturation of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte by continuous electrical pacing.2020

    • 著者名/発表者名
      Rin Watanabe, MasahikoYamaguchi, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 25th Shizuoka forum on health and longevity
    • 国際学会
  • [学会発表] Sex differences in embryonic murine coronary arteries.2020

    • 著者名/発表者名
      Shion Nagasawa, Masami Kodama, Masahiko Yamaguchi, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 25th Shizuoka forum on health and longevity
    • 国際学会
  • [学会発表] hERGスクリーニングにおけるエストロゲン類の影響2020

    • 著者名/発表者名
      杉本真菜、杉本真太朗、岡貴之、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      第250回生理学東京談話会
  • [学会発表] マウス冠血管の発生・発達段階における性差の研究2020

    • 著者名/発表者名
      長沢思音、児玉昌美、長谷川歩惟、山口賢彦、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      第250回生理学東京談話会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を利用したドキソルビシンによる心毒性に対する保護薬の探索研究2020

    • 著者名/発表者名
      五十嵐弦、中川桃夏、渡辺倫、山口賢彦、稲井誠、菅敏幸、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] 新生児マウス心筋の力学的機能に対するT型カルシウムチャネルの関与2020

    • 著者名/発表者名
      國井渉、山口賢彦、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] hERG阻害薬と合成エストロゲンの相互作用2020

    • 著者名/発表者名
      杉本真太朗、田村文弥、岡貴之、杉本真菜、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] 非臨床心毒性試験(hERGアッセイ)における内因性エストロゲンの影響2020

    • 著者名/発表者名
      杉本真菜、杉本真太朗、岡貴之、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] SRY遺伝子改変マウスを用いた尿細管膜タンパク質の網羅的性差解析2020

    • 著者名/発表者名
      橋口丈晃、Pornparn Kongpracha、Pattama Wiriyasermkul、永森收志、黒川洵子
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] ヒトiPS由来心筋細胞におけるサルコメア構造発達への電気刺激の効果2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺倫、山口賢彦、西田基宏、石原博美、田中智弘、坂本多穂、黒川洵子
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] 胎生マウス心臓の冠血管における雌雄差の解析2020

    • 著者名/発表者名
      長沢思音、児玉昌美、長谷川歩惟、橋口丈晃、山口賢彦、山崎泰広、栗原裕基、西山功一、有馬勇一郎、坂本多穗、黒川洵子
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] Sex differences in functional morphology of the murine fetal heart2020

    • 著者名/発表者名
      Shion Nagasawa, Masami Kodama, Koichi Nishiyama, Yuichiro Arima, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 50th NIPS International Meeting on Cardiovascular Physiology 2020
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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