不全心における胎生期遺伝子再発現が心筋ギャップ結合の発現・分布・機能に及ぼす影響

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26860215
• 研究機関: 大分大学
• 研究代表者: 高成 広起 大分大学, 医学部, 助教 (70723253)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: コネキシン43 / コネキシン40 / カルモデュリン / カルモデュリン関連タンパクキナーゼ

研究実績の概要

新生仔ラットの心室筋、正常の成獣ラット心室筋、および大動脈縮索（TAC）手術を加えて心不全を生じた成獣ラットの心室筋を免疫染色し、心筋ギャップ結合蛋白コネキシン43（Cx43）の発現分布を観察した。正常心室筋では介在板に局在するCx43が、TACによる心負荷で心筋側面に発現する現象（Lateralization）が確認された。一方、新生仔ラット心室筋では介在板の構成が未熟で、細胞間結合蛋白カドヘリンなどの発現が少なく、Cx43の発現のみ低下する不全心とは異なる所見だった。介在板におけるCx43発現に他の細胞間結合蛋白が関与することは既に知られており、胎生・新生児期のCx43分布と、不全心におけるCx43異常分布は異なるメカニズムであることが示唆された。
心筋ギャップ結合の伝導性が細胞内カルシウム制御蛋白のカルモデュリン（CaM）およびII型CaM関連蛋白キナーゼ（CaMK-II）によって影響されるか検証するために、CaM阻害薬W7がギャップ結合の物質輸送に及ぼす影響を、新生仔ラット心室筋培養を用いたScrape loading法で検証した。この結果、CaM阻害でCx43の細胞膜発現が増加し、ギャップ結合を介した物質の透過性が高まることを新たに見出した。
さらに、Cx43と連動して心筋細胞の興奮性を制御するKir2.1チャネルの機能に関する研究を平行して行った。オランダの共同研究者から入手した新規Kir2.1チャネル阻害薬PA-6の作用機序を検証する実験を行い、PA-6が細胞内スペルミンと相互作用を持ってKir2.1チャネルを有効に阻害する一方で、細胞内マグネシウムとは相互作用を持たずにチャネル阻害作用が増強されることを新たに見出した。これらの研究によって、PA-6の作用機序解明に寄与した。

研究成果

• [国際共同研究] University Medical Center Utrecht(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: University Medical Center Utrecht
• [雑誌論文] Atrial fibrillation-mediated up-regulation of miR-30d regulates myocardial electrical remodeling of G-protein-gated K+ channel, IK,ACh. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morishima M, Iwata E, Nakada C, Tsukamoto Y, Takanari H, Minamoto S, Moriyama M, Ono K.
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New In Vitro Co-Culture Model Using Magnetic Force-Based Nanotechnology. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanari H, Miwa K, Fu X, Nakai J, Ito A, Ino K, Honda H, Tonomura W, Konishi S, Opthof T, van der Heyden MA, Kodama I, Lee JK.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: 10.1002/jcp.25342
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Short- and long-term inhibition of cardiac inward-rectifier potassium channel current by an antiarrhythmic drug bepridil. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ma F, Takanari H, Masuda K, Morishima M, Ono K.
  • 雑誌名: Heart and Vessels 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATP感受性K+チャネル病の新規症候群ーCantu症候群 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平木洋子、高成広起
  • 雑誌名: 脳と発達 巻: 97 ページ: e3
  • 査読あり
• [雑誌論文] A systematic review and pooled analysis of CPR-associated cardiovascular and thoracic injuries. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okuda T, Takanari H, Shiotani S,
  • 雑誌名: Resuscitation 巻: 97 ページ: e3
  • DOI: 10.1016/j.resuscitation.2014.12.035.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pericardial tear as a consequence of cardiopulmonary resuscitation (CPR) involving chest compression: a report of two postmortem cases of acute type A aortic dissection with hemopericardium. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okuda T, Takanari H, Shiotani S, Hayakawa H, Ohno Y, Fowler DR.
  • 雑誌名: Legal Medicine (Tokyo) 巻: 17 ページ: 201-204
  • DOI: 10.1016/j.legalmed.2014.12.001.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Structure-based analysis of the function of Kir2.1 channel using a novel IK1 blocker PA-6: Interplay of PA-6, intracellular spermine (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takanari
  • 学会等名: 第93回 日本生理学会大会 シンポジウム
  • 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] 心筋Gap junctionのリモデリングと興奮伝導時間・Spiral-reentry・不整脈との関連 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高成広起
  • 学会等名: 第10回 EP Expertsカンファレンス 教育講演
  • 発表場所: TKP天神シティセンター、福岡県、福岡市
  • 年月日: 2015-06-13
  • 招待講演