自律神経による心機能制御の分子メカニズム

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24390200
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 石川 義弘 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40305470)
• 研究分担者: 梅村 将就 横浜市立大学, 医学部, 助教 (50595353)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 自律神経 / 心機能制御 / cAMP / カテコラミン / 分子

研究実績の概要

自律神経によって心臓をはじめとする主要器官の機能が制御されている。とりわけ交感神経末端から分泌されるカテコラミンは、心筋膜表面上のアルファないしベータカテコラミン受容体に結合して、Ｇ蛋白質を活性化する。活性化されたＧ蛋白質は下流の酵素活性を制御することにより心機能を強力に制御することが知られている。カテコラミンの標的酵素であるアデニル酸シクラーゼは、細胞内cAMPを産生する。このセカンドメッセンジャーは、古典的にはＰＫＡを活性化させるが、近年では、新規Ｇ蛋白調節因子であるEpacが第二の標的因子として注目を集めている。そこで、このEpacの役割を、古典的な第一因子であるPKAと比較しながら、心筋細胞におけるcAMPシグナルネットワークの構成因子として、心機能の調節と心不全発症の観点から、他の液性因子とともに網羅的に検討した。平成２７年度の研究では、ベータ受容体刺激と心機能制御に対してアデニル酸シクラーゼの果たす役割を報告すると共に、心筋細胞内で受容体シグナルと下流酵素の共役について報告を行った。これまでに心筋細胞に発現する多種類のサブタイプがどのような共役をしているのかは不明な点が多かったがその重要な一部が解明された。さらにEpac自身が細胞増殖や遊走性の制御に果たす役割についても報告を行った。これらの所見は病態生理を理解するだけでなく、将来の治療法にも役に立つ。本研究によってcAMPシグナルネットワークの心臓における役割を最新の知見として明らかにすることができた。

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

• [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Oak Ridge National Laboratory
• [雑誌論文] Three-dimensional arterial models predict the in vivo behavior of nanoparticles for drug delivery. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chetprayoon P, Michiya Matsusaki M, Yokoyama U, Tejima T, Ishikawa Y, and Akashi M
  • 雑誌名: Angew Chem Int Ed Engl. 巻: 55 ページ: 4461-4466
  • DOI: 10.1002/anie.201509752.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heterozygous deletion of sarcolipin maintains normal cardiac function. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimura D, Kusakari Y, Sasano T, Nakashima Y, Nakai G, Jiao Q, Jin M, Yokota T, Ishikawa Y, Nakano A, Goda N, Minamisawa S.akano
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol. 巻: 310 ページ: H92-H103
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00411.2015.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A magnetic anti-cancer compound for magnet-guided delivery and magnetic Resonance imaging. (2015)
  • 著者名/発表者名: Eguchi H, Umemura M, Kurotani R, Fukumura H, Sato I, Kim J-H, Hoshino Y, Lee J, Amemiya N, Sato M, Hirata K, Sigh DJ, Masuda T, Yamamoto M, Urano T, Yoshida K, Tanigaki K, Yamamoto M, Sato M, Inoue S, Aoki I and Ishikawa Y.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 ページ: 9194
  • DOI: 10.1038/srep09194.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Oscillation of cAMP and Ca2+ in cardiac myocytes: a systems biology approach. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamide T, Okumura S, Ghosh S, Shinoda Y, Mototani Y, Ohnuki Y, Jin H, Cai W, Suita K, Sato I, Umemura M, Fujita T, Yokoyama U, Sato M, Furutani K, Kitano H, Ishikawa Y.
  • 雑誌名: J. Physiol.Sci. 巻: 65 ページ: 531-535
  • DOI: 10.1007/s12576-014-0354-3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coupling of beta1-adrenergic receptor to type 5 adenylyl cyclase and its physiological relevance in cardiac myocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: TsunematsuT, Okumura S, Mototani Y, Ohnuki Y, Jin H, Cai W, Suita K, Sato I, Umemura M, Yokoyama U, Sato M, Fujita T, Ishikawa Y.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 458 ページ: 531-535
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.01.149.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epac1 Deficiency Attenuated Vascular Smooth Muscle Cell Migration and Neo-intimal Formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato Y, Yokoyama U, Yanai C, Ishige R, Kurotaki D, Umemura M, Fujita T, Kubota T, Okumura S, Sata M, Tamura T, Ishikawa Y.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 35 ページ: 2617-2625
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.115.306534
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Norepinephrine-Induced Adrenergic Activation Strikingly Increased the Atrial FibrillationDuration through β1-and α1-Adrenergic Receptor-Mediated Signaling in Mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suita K, Fujita T, Hasegawa N, Cai W, Jin H, Hidaka Y, Prajapati R, Umemura M, Yokoyama U, Sato M, Okumura S, Ishikawa Y.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10 ページ: e0133664.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0133664.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Establishment of successively transplantable rabbit VX2 cancer cells expressing enhanced green fluorescent protein. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oshiro H, Fukumura H, Nagahama K, Sato I, Sugiura K, Iobe H, Okiyama E, Nagao T, Nagashima Y, Aoki I, Yamanaka Y, Murakami A, Maegawa J, Chishima T, Ichikawa Y, Ishikawa Y, Nagai T, Nomura M, Ohashi K, and Okudela K.
  • 雑誌名: Medical Molecular Morphology. 巻: 48 ページ: 13-23
  • DOI: 10.1007/s00795-014-0071-2.
  • 査読あり
• [学会発表] ビダラビンの不整脈治療における有用性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤田孝之、吹田憲治、蔡 文倩、金 慧玲、日高 祐子、石川 義弘
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会合同大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Kato Y, Yokoyama U, Ishikawa Y. The role of Epac1 in the regulatory mechanisms of vascular smooth muscle cell migration and neointimal formation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kato Y, Yokoyama U, Ishikawa Y.
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会合同大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Periodic hydrodynamic pressurization promotes layered structure of human arterial smooth muscle cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tonooka Y, Yokoyama U, Koretake R, Sakuma S, Kaneko M, Ishikawa Y.
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会合同大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Fabrication of layered elastic fibers in rat arterial constructs by periodic hydrodynamic pressurization. (2016)
  • 著者名/発表者名: Gonda Y, Yokoyama U, Koretake R, Sakuma S, Kaneko M, Ishikawa Y.
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会合同大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] 分子標的薬であるヴォトリエントの磁性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青山春樹, 梅村将就, 佐藤格, 大竹誠, 小田香世子, 成川雅俊, 秋本大輔, 中鍛冶里奈, 勝亦真弓, 江口晴樹, 石川義弘.
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-09 – 2016-03-11
• [学会発表] Magnetized methotrexate for novel anti-cancer therapy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsumata Ｍ, Umemura M, Sato I, Ohtake M, Oda K, Akimoto T, Nakakaji R, Narikawa M, Aoyama H, Eguchi H and Ishikawa Y.
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-09 – 2016-03-11
• [学会発表] The Role of Inflammatory (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishikwa Y.
  • 学会等名: The 4th International Conference on PreHypertension & Cardio Metabolic Syndrome.
  • 発表場所: Hilton Molino Stucky Venice
  • 年月日: 2016-03-03 – 2016-03-06
  • 国際学会
• [学会発表] ヒト動脈管における内膜肥厚部の遺伝子プロファイリング. (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤純一, 横山詩子,益田宗孝, 麻生俊英, 石川義弘.
  • 学会等名: 第14回日本心臓血管発生研究会
  • 発表場所: 磐梯熱海温泉 ホテル華の湯（福島県郡山市）
  • 年月日: 2015-12-18 – 2015-12-19
• [学会発表] 有機磁性体化合物による神経膠芽腫に対する化学温熱同時療法の開発. (2015)
  • 著者名/発表者名: 大竹誠, 梅村将就, 佐藤 格, 秋本大輔, 江口晴樹, 石川義弘, 川原信隆.
  • 学会等名: 第74回日本脳神経外科学術総会
  • 発表場所: ロイトン札幌、さっぽろ芸術文化の館、札幌市教育文化会館（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-10-14 – 2015-10-16
• [学会発表] Novel thermo-chemotherapy of oral cancer using a new magnetic anti-cancer drug. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato I, Umemura M, Mitsudo K, Nakashima H, Kioi M, Eguchi H, Ohtake M, Oda, Tohnai I and Ishikawa Y.
  • 学会等名: The 18th European Cancer Congress.
  • 発表場所: Messe Wien Exhibition &Congress Center, Vienna, Austria
  • 年月日: 2015-09-25 – 2015-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] Simultaneous hyperthermic-chemotherapy using a single anti-cancer compound with intrinsic magnetism in glioblastoma animal model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohtake M, Umemura M, Sato I, Akimoto T, Nagasako A, Eguchi H, Kawahara N, Ishikawa Y
  • 学会等名: The 18th European Cancer Congress.
  • 発表場所: Messe Wien Exhibition &Congress Center, Vienna, Austria
  • 年月日: 2015-09-25 – 2015-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] 口腔癌に対する新規磁性抗癌剤を用いたハイパーサーミアの開発. (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 格, 光藤健司, 梅村将就, 江口春樹, 中鍛冶里奈, 小泉敏之, 中島英行, 來生 知, 石川義弘, 藤内 祝
  • 学会等名: 第32回日本ハイパーサーミア学会学術大会
  • 発表場所: KKRホテル大阪（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-09-04 – 2015-09-05
• [学会発表] 未熟児動脈管開存症治療におけるアミノ酸輸液組成の重要性 The effect of amino acids on patent ductus arteriosus in preterm infants.The effect of amino acids on patent ductus arteriosus in preterm infants. The effect of amino acids on patent ductus arteriosus in preterm infants. (2015)
  • 著者名/発表者名: 横山詩子, 藤田秀次郎, 青木理加, 岩崎志穂, 麻生俊英, 益田宗孝, 関和男, 石川義弘
  • 学会等名: 第51回日本小児循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: ホテル日航東京（東京都港区）
  • 年月日: 2015-07-16 – 2015-07-18
• [学会発表] ヒト動脈管における内膜肥厚部の遺伝子プロファイリング. (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤純一, 横山詩子, 市川泰広, 益田宗孝, 麻生俊英, 石川義弘
  • 学会等名: 第51回日本小児循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: ホテル日航東京（東京都港区）
  • 年月日: 2015-07-16 – 2015-07-18
• [学会発表] 平滑筋におけるPGE2-EP4シグナルは腹部大動脈瘤の発症を促進する. (2015)
  • 著者名/発表者名: 石渡遼, 横山詩子, 市川泰弘, 石川義弘.
  • 学会等名: 第132回日本薬理学会関東部会
  • 発表場所: 明海大学浦安キャンパス（千葉県浦安市）
  • 年月日: 2015-07-04 – 2015-07-04
• [学会発表] 交感神経活性化による心房細動/心房粗動の延長におけるアドレナリン受容体の役割. (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川希望, 藤田孝之, 吹田憲治, 祭 文倩, 金 慧玲, 日高祐子, Rajesh Prajapati, 石川義弘
  • 学会等名: 第36回循環制御医学会総会
  • 発表場所: ウィンク愛知（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-06-05 – 2015-06-06
• [学会発表] Cardiac overexpression of Translationally Controlled Tumor Protein (TCTP) prevents the development of Dihydroartemisinin(DHA)-induced heart. (2015)
  • 著者名/発表者名: Cai W, Fujita T, Hidaka Y, Jin H, Hasegawa N, Ishikawa Y.
  • 学会等名: The 79th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
  • 発表場所: 大阪国際会議場・リーガロイヤルホテル大阪・堂島リバーフォーラム・ＡＢＣホール（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-04-24 – 2015-04-26
• [学会発表] Methotrexate derivative with intrinsic magnetism. (2015)
  • 著者名/発表者名: Umemura M, Katsumata M, Sato I, Nagasako A, Aoyama H, Makino A, Ohatake M, Oda K, Eguchi H, Ishikawa Y
  • 学会等名: The 106th American Association for Cancer Research Annual meeting
  • 発表場所: Pensylvania Convention Center, Philadelphia,USA
  • 年月日: 2015-04-18 – 2015-04-22
  • 国際学会
• [学会発表] Transient receptor potential cation channel 3 (TRPC3) regulates tumor proliferation and migration of BRAF wild type human malignant melanoma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oda K, Umemura M, Katsumata M, Aoyama H, Makino A, Ohtake M, Sato I, Nagasako A, Yamaguchi Y, Nagashima Y, Aihara M, Ishikawa Y.
  • 学会等名: The 106th American Association for Cancer Research Annual meeting,
  • 発表場所: Pensylvania Convention Center, Philadelphia,USA
  • 年月日: 2015-04-18 – 2015-04-22
  • 国際学会
• [学会発表] Simultaneous hyperthermic-chemotherapy for glioblastoma using a single anti-cancer compound with intrinsic magnetism. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohtake M, Umemura M, Sato I, Oda K, Nagasako A, Makino A, Aoyama H, Katsumata M, Eguchi H, Kawahara N, Ishikawa Y
  • 学会等名: The 106th American Association for Cancer Research Annual meeting,
  • 発表場所: Pensylvania Convention Center, Philadelphia,USA
  • 年月日: 2015-04-18 – 2015-04-22
  • 国際学会
• [学会発表] Plasminogen activator may promote intimal thickening in the ductus arteriosus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nicho N, Yokoyama U, Saitoh J, Yanai C, Ichikawa Y, Masuda M, Aso T, Ishikawa Y.
  • 学会等名: The 118th Annual Meeting of the Japan Pediatric Society.
  • 発表場所: 大阪国際会議場・リーガロイヤルホテル大阪（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-04-17 – 2015-04-19
• [学会発表] New Method for Evaluation of Nano-Drug Carriers by 3D-Arterial Wall Models for Atherosclerosis Treatment. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chetprayoon P, Matsusaki M, Yokoyama U, Ishikawa Y, Akashi M.
  • 学会等名: Annual meeting of Society for Biomaterials.
  • 発表場所: The Charlotte Convention Center, North Carolina,USA
  • 年月日: 2015-04-15 – 2015-04-18
  • 国際学会
• [図書] Bioactive Lipid Mediators. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama U, Ishiwata R, Ishikawa Y.
  • 総ページ数: 426
  • 出版者: Springer
• [図書] オックスフォード・生理学 原書４版 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡野栄之、鯉渕典之、植村慶一 監訳
  • 総ページ数: 896
  • 出版者: 丸善出版社
• [備考] 横浜市立大学大学院医学研究科 循環制御医学教室 ホームページ
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~seiri1/
• [産業財産権] 非解離性大動脈瘤の疾患活動性の判定方法. (2015)
  • 発明者名: 横山詩子、石川義弘。荒川憲昭、吉村耕一
  • 権利者名: 横浜市立大学、山口大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-105191
  • 出願年月日: 2015-05-25
• [産業財産権] 三次元細胞集合体の作製方法. (2015)
  • 発明者名: 横山詩子, 石川義弘, 金子真, 佐久間臣耶, 新井史人.
  • 権利者名: 横浜市立大学、大阪大学、名古屋大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2015/077447
  • 出願年月日: 2015-09-29
  • 外国