2018 Fiscal Year Research-status Report
心臓の機能と疾患における亜鉛シグナルの役割解明: 新しい治療戦略の開発を目指して
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18K06711
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
原 貴史 徳島文理大学, 薬学部, 講師 (90546722)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 循環器 / 亜鉛 / トランスポーター / 微量元素 / 膜タンパク質 / 炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
亜鉛トランスポーターは、生体内の亜鉛恒常性を担う、膜輸送体タンパク質であり、これまでに発生、免疫応答、上皮形成など様々な役割が知られている。近年では、がんや代謝疾患など種々の疾患メカニズムへの関与が明らかになりつつあるが、一方で、亜鉛トランスポーターの心循環器における機能は十分に研究されていない。そこで本研究課題では、亜鉛トランスポーターの心循環器系における役割解明を目的として計画を実施している。
平成30年度は、1)心臓における亜鉛トランスポーターの発現様式、2)心臓特異的な亜鉛トランスポーター遺伝子欠損マウスの作製を中心に検討を進めた。
得られた結果として、1) 胚、新生仔、および各週令のマウス心臓における亜鉛トランスポーターの発現様式を検討し、亜鉛トランスポーター遺伝子の特徴的な発現パターンを確認した。特に、特に、心筋の分化と共に発現上昇が認められる亜鉛トランスポーター遺伝子が複数確認されたことから、これらの亜鉛トランスポーターが心臓の発生や心筋細胞の分化に関連する可能性が示唆された。2) 前述の亜鉛トランスポーターの発現様式の結果より、比較的高い発現レベルが確認された亜鉛トランスポーターについて、タモキシフェン投与により心臓特異的に亜鉛トランスポーターを欠損する(cKO) マウスの作製を試みた。これまでに複数の亜鉛トランスポーター遺伝子について、心臓特異的な亜鉛トランスポーター遺伝子の欠損を確認している。今後、本マウスを用いて心機能解析や、病態モデルを適用した疾患メカニズム解析を行う計画である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度は、マウス心臓および心筋細胞における、亜鉛トランスポーター遺伝子の発現を検討し、亜鉛トランスポーター遺伝子の発現様式や発現変動について評価した。これらの結果をもとに、亜鉛トランスポーターfloxマウスと、心筋特異的マーカーであるMyosin heavy chain 6(Myh-6)プロモーターの下流において、タモキシフェン誘導性にCre を発現するMyh6-Cre-Esr1マウスを用いて、心臓特異的な亜鉛トランスポーターのコンディショナルKO(cKO)マウスの作製に取り組んだ。複数の亜鉛トランスポーター遺伝子について、それぞれcKOマウスの作製を実施し、現時点において、心臓特異的な亜鉛トランスポーター遺伝子の欠損を示唆する結果が得られている。 今後は、それぞれのcKOマウスについて、タモキシフェン投与による遺伝子欠損の効率や、クレリコンビナーゼの活性に起因する心筋障害の程度などの検討を行い、cKOマウスの心機能について、引き続き評価を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度は、亜鉛トランスポーターの心機能に関する検討を中心に検討を進める計画である。具体的には、心臓特異的亜鉛トランスポーター遺伝子欠損マウスについて、マウス個体の心拍や心電図などの心機能解析の評価と、初代培養心筋細胞を調製し、細胞の形態、拍動、シグナル伝達系、さらにRNA-seqを用いた網羅的な遺伝子発現解析など、詳細な評価を行う予定である。特に、Zip13-KOマウスについては、初代培養心筋細胞を用いた検討が先行していることから、優先的に解析を行うこととする。また、亜鉛トランスポーターの創薬研究として、亜鉛トランスポーターを制御する特異的化合物の探索を計画しており、化合物のアッセイ系の構築を進める予定である。具体的には、本年度の検討項目と並行して、亜鉛トランスポーターの誘導性発現細胞株の構築と評価を実施している状況であり、細胞内への亜鉛導入を指標とした評価系の構築と、測定精度などのスクリーニング系としての有用性を検証する計画である。
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| Causes of Carryover |
本年度で使用予定であった分子生物学実験用の試薬購入に際して、当該試薬を用いた実験の条件設定に時間を要したため、未使用額が発生した。また、心筋細胞の単離について、当初の予定で使用予定であった試薬と比べて、効率的かつ安価なものを購入できたことから未使用額が発生した。
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Research Products
(2 results)
