心筋への遺伝子導入による新しい心不全治療法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13832002
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 新井 昌史 群馬大学, 医学部, 講師 (60270857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 倉林 正彦 群馬大学, 医学部, 教授 (00215047)
• Keywords: 心筋小胞体 / Ca2+-ATPase / phospholamban / 遺伝子治療 / アデノ随伴ウイルス / レンチウイルス / 心不全 / ベクター

Research Abstract

(1)SR Ca2+-ATPase遺伝子の心筋内遺伝子導入による新しい心不全治療法の開発
human SR Ca2+-ATPase遺伝子をアデノ随伴ウイルスベクターおよび、レンチウイルスベクターに組み込み、遺伝子導入ベクターを作製した。培養心筋細胞に遺伝子導入したところ、ふたつのベクターともにSR Ca2+-ATPase mRNA発現量は約3倍に増加し、また、SR Ca2+-ATPase蛋白も約2倍にまで増加した。Ca2+輸送能の亢進が認められ、治療効果が確認された。現在、動物実験モデル(心不全モデル)で効果を検討中である。
(2)phospholamban遺伝子翻訳の特異的抑制による心不全治療法の開発
phospholambanの機能を抑制するため、human phospholamban遺伝子のmRNA発現をRNA interference法によって遺伝子特異的に抑制することに成功した。human phospholamban遺伝子の蛋白翻訳領域の21塩基に相同な二本鎖RNAを合成し、HVJ-envelopeを用い培養心筋細胞に導入した。発現に対する効果は、きわめて遺伝子特異的であり、PLB mRNA発現を対照群の約10%にまで低下させるものの、同じ心筋小胞体蛋白であるSR Ca2+-ATPaseやcalsequestrin mRNAに対しては全く抑制効果を示さなかった。また、この遺伝子レベルでの変化は蛋白レベルにも反映され、phospholamban蛋白は対照群の10%以下に抑制され、その効果は1週間持続した。さらに、心筋小胞体へのCa2+汲み上げ能はこの方法により38%亢進が見られた。

Research Products

• [Publications] Masashi Arai: "Mechanism of doxorubicin induced inhibition of sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase gene transcription"Circ Res. 86. 8-14 (2000)
• [Publications] Koichi Tomaru: "Transcriptional Activation of the BNP Gene by Lipopolysaccharide is Mediated Through GATA Elements in Neonatal Rat"J Mol Cell Cardiol. 34. 649-659 (2002)
• [Publications] Watanabe Atai: "Retinoids Induce the PAI-1 Gene Expression through Tyrosine Kinase-Dependent Pathways in Vascular Smooth Muscle Cells"J Cardiovase Pharmacol. 39. 503-512 (2002)
• [Publications] Tajima S: "Increased serum thymidine kinase activity in acute sarcoidosis"Intern Med. 41. 129-132 (2002)
• [Publications] Hatori T: "Stress Thallium-201 myocardial scintigraphy in patients with complete occlusion of the left main coronary artery"CHEST. 120. 1409-1412 (2001)
• [Publications] Watanabe A: "Combined effect of retinoic acid and basic FGF on PAI-1 gene expression in vascular smooth muscle cells"Cardiovasc Res. 51. 151-159 (2001)
• [Publications] Akuzawa N: "Zinc finger transcription factor Egr-1 activates flt-1 gene expression in THP-1 cells on induction for macrophage differentiation"Arterioscler Thromb Vase Biol. 20. 377-384 (2000)
• [Publications] Arai M: "Advanced glycation endoproducts and their receptor : Do they play a role in diabetic cardiomyopahty?"J Moll Cell Cardiol.. 34. 1305-1308 (2002)
• [Publications] 新井 昌史: "「心不全の診かた、治しかた」分子生物学(Ca2+ハンドリング、カルシニューリンシグナリング)からみた心不全"臨床医. 28. 481-484 (2002)
• [Publications] 新井 昌史: "心不全の遺伝子治療"現代医療. 34. 2-7 (2002)
• [Publications] 新井 昌史: "薬剤性心筋障害と酸化ストレス"Cardiac Practice. 12. 403-409 (2001)
• [Publications] 新井 昌史: "小胞体Ca-ATPase発現量と心機能"Clinical Calcium. 11. 733-742 (2001)
• [Publications] Isobe Z: "Recurrent pyogenic vertebral osteomyelitis associated with type 2 diabetes mellitus"J International Med Res. 29. 445-450 (2001)
• [Publications] Seta Y: "Interleukin-18 in patients with congestive heart failure : Induction of atrial natriuretic peptide gene rxpression"Res Commun Mol Pathol Pharmacol. 108. 87-95 (2001)
• [Publications] Tanaka T: "Induction of VEGF gene transcription by IL-1 beta is mediated through stress-activated MAP kinases and Sp1 sites in cardiac myocytes"J Moll Cell Cardiol. 32. 1955-1967 (2000)
• [Publications] Aihara Y: "Cardiac ankyrin repeat protein is a novel marker of cardiac hypertrophy. Role of M-CAT element within the promoter"Hypertension. 35. 48-53 (2000)
• [Publications] Oishi Y: "Unclassified connective tissue disease presenting as cardiac tamponade -A case report"Jpn Circ J. 64. 619-622 (2000)
• [Publications] Seta Y: "Therepy with the nonpeptide endothelin receptor antagonist 97-139 in a murine model of congestive heart failure ; Reduction of cardiac mass and myofiber hypertrophy"J Heart J. 41. 79-85 (2000)
• [Publications] 新井昌史: "Ca-ATPaseの遺伝子発現調節機構"Clinical Calcium. 11. 436-444 (2001)
• [Publications] Arai M: "Function and regulation of sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase. Advances during the past decade and prospects for the coming decade"Jpn Heart J. 41. 1-13 (2000)