Ｈｃｎ４ノックインマウスを使ったバイオペースメーカー細胞の高効率スクリーニング

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24300145
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: 鷹野 誠 久留米大学, 医学部, 教授 (30236252)
• 研究分担者: 伊藤 政之 久留米大学, 医学部, 助教 (20442535) ; 武谷 三恵 久留米大学, 医学部, 助教 (30289433)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 心臓 / ペースメーカー細胞 / 再プログラミング / 再生心筋

研究実績の概要

線維芽細胞からのペースメーカー型細胞への再プログラミング：GATA4、Tbx5、MEF2cの遺伝子導入をおこなったが、心筋細胞への形質転換効率は非常に低く、HCN4発現細胞由来の化学発光を測定できなかった。この方法ではあらかじめ心筋をエンリッチすることが必須で、そのためには心筋マーカー分化マーカーを発現するalphaMHC-GFP TGマウスとHCN4+/Lucとを交配し、ダブルトランスジェニックマウスを作成する必要があるため、今回は、この分化誘導法は中止した。

iPS細胞からのペースメーカー型細胞への再プログラミング：心筋への分化誘導効率が低く、再度iPS細胞株の樹立が必要と思われた。さらに心筋細胞をエンリッチすることが必要と思われた。そのためにはHCN4+/LucとNanog puro KIとalphaMHC-GFP TGとを交配し、トリプルトランスジェニックマウスを作成する必要があり、現実的に実施困難である。そのため今回はこの分化誘導法は中止した。

培養心室筋細胞からのペースメーカー型細胞への再プログラミング：一般的なイメージング機材であるLAS4000でもHCN4発現心筋細胞の化学発光を簡単に測定できることがわかった。これまで使用していたアデノウイルスベクターは細胞毒性が高く、非特異的にHCN4発現を抑えてしまうため、レンチウイルスベクターに切り替えた。これまでのところnativeのペースメーカー細胞に匹敵するほどの強いHCN4発現を誘導することには未だに成功していないが、十分に実用性の高いスクリーニングシステムを開発することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels contain multiple S-palmitoylation sites. (2016)
  • 著者名/発表者名: Itoh M, Ishihara K, Nakashima N, Takano M.
  • 雑誌名: J Physiol Sci 巻: 66 ページ: 241-248
  • DOI: 10.1007/s12576-015-0420-5
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Clinical concentrations of local anesthetics bupivacaine and lidocaine differentially inhibit human Kir2.x inward rectifier K+ channels. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakahira K, Oshita K, Itoh M, Takano M, Sakaguchi Y, Ishihara K.
  • 雑誌名: Anesth Analg 巻: 122 ページ: 1038-1047
  • DOI: 10.1213/ANE.0000000000001137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuronal and glial expression of inward rectifier potassium channel subunits Kir2.x in rat dorsal root ganglion and spinal cord. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Yasaka T, Takano M, Ishihara K.
  • 雑誌名: Neurosci Lett 巻: 617 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2016.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Renal nerve-mediated erythropoietin release confers cardioprotection during remote ischemic preconditioning. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oba T, Yasukawa H, Nagata T, Kyogoku S, Minami T, Nishihara M, Ohshima H, Mawatari K, Nohara S, Takahashi J, Sugi Y, Igata S, Iwamoto Y, Kai H, Matsuoka H, Takano M, Aoki H, Fukumoto Y, Imaizumi T.
  • 雑誌名: Circ J 巻: 79 ページ: 1557-1567
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-14-1171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genotype-dependent differences in age of manifestation and arrhythmia complications in short QT syndrome. (2015)
  • 著者名/発表者名: Harrell DT, Ashihara T, Ishikawa T, Tominaga I, Mazzanti A, Takahashi K, Oginosawa Y, Abe H, Maemura K, Sumitomo N, Uno K, Takano M, Priori SG, Makita N:
  • 雑誌名: Int J Cardio 巻: 190 ページ: 393-402
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2015.04.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] ペースメーカーチャネル(HCN)の病態生理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鷹野 誠
  • 雑誌名: 臨と研 巻: 92 ページ: 134-137
• [雑誌論文] Disturbance of cardiac gene expression and cardiomyocyte structure predisposes Mecp2-null mice to arrhythmias. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara M, Takahashi T, Mitsumasu C, Igata S, Takano M, Minami T, Yasukawa H, Okayama S, Nakamura K, Okabe Y, Tanaka E, Takemura G, Kosai K, Yamashita Y, Matsuishi T:
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 ページ: 11204
  • DOI: 10.1038/srep11204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of spontaneous activity by HCN4 overexpression in mouse embryonic stem cell-derived cardiomyocytes - a possible biological pacemaker. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Nakamura K, Yoshida M, Sugiyama H, Ohe T, Kurokawa J, Furukawa T, Takano M, Nagase S, Morita H, Kusano KF, Ito H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0138193
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0138193
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] HCN4過剰発現・ノックアウトマウスにおける洞房結節機能の変化. (2016)
  • 著者名/発表者名: 鷹野 誠, 小佐々優子, 武谷三恵, 中島則行, 石原圭子
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山）
  • 年月日: 2016-04-26 – 2016-04-28
• [学会発表] Role of mucosa in generating spontaneous activity in the guinea pig seminal vesicle. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeya M, Hashitani H, Hayashi T, Nakamura K, Takano M
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Revisiting K+ dependence of conductance and gating of strong inward rectifier K+ channels. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishihara K, Itoh M, Igata S, Takano M.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] he role of pacemaker channel HCN4 against bradycardic response. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kozasa Y, Takeya M, Nakashima N, Ushijima K, Takano M
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Visualization of HCN4-expressing neurons with GFP using Tet-expression system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakashima N, Takano M.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Arrhythmogenic properties of rat pulmonary vein cardiomyocytes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Y, Takano M, Ono K.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(札幌）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] ペースメーカーチャネルHCN4の陰性変時作用における新たな機能. (2015)
  • 著者名/発表者名: 小佐々優子, 武谷三恵, 中島則行, 牛島一男, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第66回西日本生理学会
  • 発表場所: 久留米大学筑水会館(久留米市）
  • 年月日: 2015-10-09 – 2015-10-10
• [学会発表] ノックインマウスを使ったHCN4 発現ニューロンの可視化. (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島則行, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第66回西日本生理学会
  • 発表場所: 久留米大学筑水会館(久留米市）
  • 年月日: 2015-10-09 – 2015-10-10
• [学会発表] 内向き整流性カリウムチャネルのポアの開口には細胞外カリウムイオンの存在を必要としない. (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳（石原）圭子, 井形幸代, 伊藤政之, 鷹野 誠
  • 学会等名: 平成27年度生理学研究所研究会「膜システムの機能的・構造的統合」
  • 発表場所: 生理学研究所(岡崎）
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] モルモット精嚢平滑筋自動性における粘膜の役割. (2015)
  • 著者名/発表者名: 武谷三恵, 橋谷 光, 林 篤正, 中村桂一郎, 鷹野 誠
  • 学会等名: 第57回日本平滑筋学会総会
  • 発表場所: 山口大学小串キャンパス（医学部）総合研究棟(山口）
  • 年月日: 2015-08-25 – 2015-08-27
• [学会発表] Controversy still goes on; lessons from HCN4 knock-out mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takano M, Kozasa Y, Takeya M, Ohshita K, Ito M, Ishihara K, Nakashima N.
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 30th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society and the 32nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Society of Electrocardiology
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(京都）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Atrial fibrillation and arrhythmogenic activities of pulmonary vein cardiomyocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ono K, Okamoto Y, Umehara S, Adachi T, Ohba T, Amano A, Takano M.
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 30th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society and the 32nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Society of Electrocardiology
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(京都）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Priori Silvia G, Makita N: Meta-analysis of short QT syndrome discloses genotype-dependent clinical characteristics in age of manifestation and arrhythmia complications. (2015)
  • 著者名/発表者名: Harrell Daniel T, Ashihara T, Ishikawa T, Mazzanti A, Takahashi K, Oginosawa Y, Abe H, Maemura K, Sumitomo N, Uno K, Takano M, Priori Silvia G, Makita N.
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 30th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society and the 32nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Society of Electrocardiology
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(京都）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [備考] 久留米大学研究者紹介
  • URL: http://research.kurume-u.ac.jp/data.php?scode=14905632890988