不整脈疾患における遺伝的背景の病態解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25461054
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 牧山 武 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30528302)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 臨床心臓学 / 不整脈 / イオンチャネル

研究実績の概要

今年度は引き続き不整脈疾患の遺伝的背景の解明を目的とし以下の研究を行った。
１．エピネフリン負荷QT延長+洞不全症候群症例においてSCN5A遺伝子の最後のアミノ酸を変化させる変異（c.6046 G>A, p.V2016M）を検出し、HEK細胞を用いた過剰発現系において、電気生理学的機能解析を行った。野生型に比べて変異チャネルはピークNa電流量の低下を認め、臨床所見でみられる徐脈に合致する所見であった。PKA、PKC刺激による変化はエピネフリン負荷時のNaチャネル機能亢進を示唆する所見であった。LQT3に対するβ遮断薬の有効性に関してはエビデンスが少なくcontroversialであり、本研究は重要な知見を与えると考える。本研究は今年度論文発表を行った。（Chen et al. Heart Rhythm 2016）
２．疾患特異的iPS細胞を用いた解析
心臓L型カルシウムチャネルをコードするCACNA1C遺伝子は、その変異によりTimothy症候群（QT延長による致死性不整脈、合指症、免疫不全を伴う）という予後不良な疾患を引き起こすことが知られている。我々は、心外症状を伴わない軽症なQT延長症候群患者（CACNA1C-A582D変異）より疾患特異的iPS細胞を作製し、分化心筋において電気生理学的解析を行った。活動電位記録では、コントロールに比べA582Dにて有意に活動電位が延長していた。L型カルシウム電流記録では、電流の不活性化の障害によるチャネルの機能亢進を認め、QT延長に合致する所見と考えられた。現在本モデルを用いた薬効評価を進めている。他のLQT1,2,15に関しても同様の疾患特異的iPS細胞研究を進行中である。
研究期間全体を通して、複数の遺伝性不整脈疾患に関してiPS細胞モデルを確立し、電気生理学的異常の解析を行った。今後本モデルを用いた治療薬開発を行っていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Cardiac sodium channel mutation associated with epinephrine-induced QT prolongation and sinus node dysfunction (2016)
  • 著者名/発表者名: Chen J, Makiyama T*, Wuriyanghai Y, Ohno S, Sasaki K, Hayano M, Harita T, Nishiuchi S, Yuta Yamamoto, Ueyama T, Shimizu A, Horie M, Kimura T
  • 雑誌名: Heart Rhythm 巻: 13 ページ: 289-98
  • DOI: 10.1016/j.hrthm.2015.08.021.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The genetics underlying acquired long QT syndrome: impact for genetic screening (2015)
  • 著者名/発表者名: Itoh H, Crotti L, Aiba T, Spazzolini C, Denjoy I, Fressart V, Hayashi K, Nakajima T, Ohno S, Makiyama T, Wu J, Hasegawa K, Mastantuono E, Dagradi F, Pedrazzini M, Yamagishi M, Berthet M, Murakami Y, Shimizu W, Guicheney P, Schwartz PJ, Horie M
  • 雑誌名: Eur Heart J 巻: - ページ: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Asymmetry of parental origin in long QT syndrome: preferential maternal transmission of KCNQ1 variants linked to channel dysfunction (2015)
  • 著者名/発表者名: Itoh H, Berthet M, Fressart V, Denjoy I, Maugenre S, Klug D, Mizusawa Y, Makiyama T, Hofman N, Stallmeyer B, Zumhagen S, Shimizu W, Wilde AA, Schulze-Bahr E, Horie M, Tezenas du Montcel S, Guicheney P
  • 雑誌名: Eur J Hum Genet 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1038/ejhg.2015.257.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] LMNA cardiomyopathy detected in Japanese arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy cohort (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Takahashi N, Fujii Y, Umehara A, Nishiuchi S, Makiyama T, Ohno S, Horie M
  • 雑誌名: J Cardiol 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2015.10.013.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Significance of electrocardiogram recording in high intercostal spaces in patients with early repolarization syndrome (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamakura T, Wada M, Nakajima I, Ishibashi K, Miyamoto K, Okamura H, Noda T, Aiba T, Takaki H, Yasuda S, Ogawa H, Shimizu W, Makiyama T, Kimura T, Kamakura S, Kusano K
  • 雑誌名: Eur Heart J 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel SCN10A variants associated with Brugada syndrome (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukuyama M, Ohno S, Makiyama T, Horie M
  • 雑誌名: Europace 巻: - ページ: -
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Abnormal expressions of cardiac ion channels-associated genes in lamin A/C-related cardiomyopathy-specific induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: 西内 英、牧山 武
  • 学会等名: 第80回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Electrophysiological Features of Patient-specific Human-induced Pluripotent Stem Cell-derived Cardiomyocytes Carrying the SCN5A-D1275N Mutation (2016)
  • 著者名/発表者名: 早野 護、牧山 武
  • 学会等名: 第80回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] The Phenotype in Cardiomyocytes Derived from Induced Pluripotent Stem Cells of Long QT Syndrome type 8 Patients without Extracardiac Phenotypes (2016)
  • 著者名/発表者名: 張田 健志、牧山 武
  • 学会等名: 第80回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Advances in Diagnosis and Management of CPVT: Prevention of Sudden death in CPVT: who gets an ICD? (2015)
  • 著者名/発表者名: 牧山 武
  • 学会等名: 8th Asia-Pacific Heart Rhythm Scientific Session
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2015-11-19 – 2015-11-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Paediatric Cardiac Inherited Disease: The latest on the treatment of CPVT in children (2015)
  • 著者名/発表者名: 牧山 武
  • 学会等名: 8th Asia-Pacific Heart Rhythm Scientific Session
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2015-11-19 – 2015-11-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Modeling of long-QT syndrome associated with a calmodulin mutation using human induced pluripotent stem cells (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本 雄大、牧山 武
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions (AHA) 2015
  • 発表場所: Orland, United States
  • 年月日: 2015-11-07 – 2015-11-11
  • 国際学会
• [学会発表] Abnormal expressions of cardiac ion channels-associated genes in lamin A/C-related cardiomyopathy-specific induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (2015)
  • 著者名/発表者名: 西内 英、牧山 武
  • 学会等名: European Society of Cardiology (ESC) Congress 2015
  • 発表場所: London, United Kingdom
  • 年月日: 2015-08-29 – 2015-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] Patient-Specific Induced Pluripotent Stem-Cell Models for Long QT Syndrome with the missense mutation in the CACNA1C gene (2015)
  • 著者名/発表者名: 張田 健志、牧山 武
  • 学会等名: 第30回日本不整脈学会学術大会／第32回日本心電学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Generation of TRPM4 knock out human induced pluripotent stem cells by genome editing using the CRISPR-Cas9 nickase (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本雄大、牧山 武
  • 学会等名: 第30回日本不整脈学会学術大会／第32回日本心電学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] S107 rescues arrhythmogenic phenotype in a patient specific-induced stem cell-based model of catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 健一、牧山 武
  • 学会等名: 第30回日本不整脈学会学術大会／第32回日本心電学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Cardiac Sodium Channel Mutation Associated With Epinephrine-Induced QT Prolongation and Sinus Node Dysfunction (2015)
  • 著者名/発表者名: 陳 嘉容、牧山 武
  • 学会等名: 第30回日本不整脈学会学術大会／第32回日本心電学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] ML277 shortens prolonged action potential durations in a patient-specific induced pluripotent stem cell-based model of long-QT syndrome type 1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yimin Wuriyanghai、牧山 武
  • 学会等名: 第30回日本不整脈学会学術大会／第32回日本心電学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Genetic Backgrounds of Patients with Clinically Diagnosed Idiopathic Ventricular Fibrillation (2015)
  • 著者名/発表者名: 糀谷 泰彦、牧山 武
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24 – 2015-04-26
• [学会発表] Structural and Electrophysiological Characteristic of Human Induced Pluripotent Stem Cell-derived Cardiomyocytes (2015)
  • 著者名/発表者名: 牧山 武
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24 – 2015-04-26
  • 招待講演
• [学会発表] LMNA Related Cardiomyopathy Specific Induced Pluripotent Stem Cells derived Cardiomyocytes Stressed by Adrenergic Stimulation Recapitulate the Aging Related Phenotype in an Early Phase of Differentiation (2015)
  • 著者名/発表者名: 西内 英、牧山 武
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24 – 2015-04-26
• [学会発表] Electrophysiological Properties of L-type Calcium Channels in Human Induced Pluripotent Stem Cells-Derived Cardiomyocytes (2015)
  • 著者名/発表者名: 張田 健志、牧山 武
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24 – 2015-04-26