細胞周期制御因子による心筋再生療法の開発を目指した研究

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19590806
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Circulatory organs internal medicine
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: ADATI Mimi Tokyo Medical and Dental University, 難治疾患研究所, 助教 (10323693)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Keywords: 心筋再生 / サイクリンD1 / 核移行

Research Abstract

哺乳類の心筋は生後終末分化すると増殖能を失う。哺乳類の心筋細胞がなぜ増えないのか解析する研究は、心筋細胞・神経細胞などの終末分化細胞の分化状態の維持機構の解明のみならず、未だ発展途上にある虚血性心疾患や特発性心筋症に対する心筋再生治療法の開発につながる可能性があり、重要性が高い。研究代表者はこれまでにラットを用いた実験で、細胞周期アクセル分子であるサイクリンD1が心筋の血清やGrowth刺激によって誘導されるものの核への局在が障害されており、実際には心筋の細胞周期は活性化されないことを見出し、サイクリンD1に核移行シグナル(NLS)を付加し強制的に核内に移行させることによってin vitro, in vivoにおいて心筋の細胞周期が廻ることを発見した。さらに、サイクリンD1の核局在障害の原因を、(1) 核内への移行、(2) 核内分解、(3) 核外移行の亢進、について解析したところ核内への移行が障害されていることが明らかになった。本研究ではサイクリンD1の核内移行障害の責任領域(アミノ酸範囲)を明らかにするために、複数の欠失変異または点変異を有するサイクリンD1の蛋白質とアデノウイルスベクターを作成し、in vitroおよびin vivo核移行アッセイを行った。その結果C-末のわずか10アミノ酸前後の配列がサイクリンD1の核内移行を抑制的に制御している可能性があることを見出した。心筋細胞の再生能とサイクリンD1の構造とを動物の進化段階に応じて比較すると、我々が同定した責任アミノ酸領域は、心筋再生能を有するフグやZebrafishなどの魚類やXenopusなどの両生類では見られず高等動物に進化するにつれて現れてくるということを見出している。また、サイクリンD2・D3にはみられない。この構造の違いがサイクリンD1の核移行阻害・心筋終末分化に伴う分裂停止に深く関わっていると考えられ、今後再生医療へ大きく発展する可能性がある。

Research Products

• [Journal Article] Differential usage of alternate promoters of the human stress response gene ATF3 in stress response and cancer cells (2009)
  • Author(s): Miyazaki K, Inoue S, Yamada K, Watanabe M, Liu Q, Watanabe T, Tamamori-Adachi M, Tanaka Y, Kitajima S
  • Journal Title: Nucleic Acids Res 37 Pages: 1438-51
• [Journal Article] Skp2 promotes adipocyte differentiation via a p27Kip1-independent mechanism in primary mouse embryonic fibroblasts (2009)
  • Author(s): Okada M, Sakai T, Nakamura T, Tamamori-Adachi M, Kitajima S, Matsuki Y, WatanabeE, Hiramatsu R, Sakaue H, Kasuga M
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun 379 Pages: 249-254
• [Journal Article] Distinct roles of GSK 3a and GSK 3b phosphorylation in the heart under pressure overload (2008)
  • Author(s): Matsuda T, Zhai P, Maejima Y, Hong C, Gao S, Tian B, Goto K, Takagi H, Tamamori-Adachi M, Kitajima S, Sadoshima J
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105 Pages: 20900-20905
• [Journal Article] Differential regulation of cyclin D1 and D2 in protecting against cardiomyocyte proliferation (2008)
  • Author(s): Tamamori-Adachi M, Goto I, Yamada K, Kitajima S
  • Journal Title: Cell cycle 7 Pages: 3768-3774
• [Journal Article] Cardiomyocyte proliferation and protection against post-myocardial infarction heart failure by cyclin D1 and Skp2 ubiquitin ligase (2008)
  • Author(s): Tamamori-Adachi M, Takagi H, Hashimoto K, Goto K, Hidaka T, Koshimizu U, Yamada K, Goto I, Maejima Y, Isobe M, Nakayama K.I, Inomata N, Kitajimas
  • Journal Title: Cardiovasc.Res 80 Pages: 181-191
• [Journal Article] PDK1 regulates cell proliferation and cell cycle progression through control of cyclin D1 and p27Kip1 expression (2008)
  • Author(s): Nakayama K, Sakaue H, Nishizawa A, Matsuki Y, Gomi H, Watanabe E, Hiramatsu R, Tamamori-adachi M, Kitajima S, Noda T, Ogawa W, Kasuga M
  • Journal Title: J.Biol.Chem 283 Pages: 17702-17711
• [Journal Article] Tetraspanin TM4SF5 mediates epithelial-mesenchymal transition leading to loss of contact inhibition (2008)
  • Author(s): Lee SA, Lee SY, Cho IH, Oh MA, Kang ES, Kim YB, Seo WD, Choi S, Nam JO, Tamamori-Adachi M, Kitajima S, Ye SK, Kim S, Hwang YJ, Kim IS, Park KH, Lee JW
  • Journal Title: J.Clin.Invest 18 Pages: 1354-1366
• [Journal Article] Induction of apoptosis and cellular senescence in mice lacking transcription elongation factor, Elongin A (2007)
  • Author(s): Miyata Y, Yasukawa T, Fukuda M, Takeuchi T, Yamazaki K, Sakumi K, Tamamori-Adachi M, Ohnishi Y, Ohtsuki Y, Nakabeppu Y, Kitajima S and Aso T
  • Journal Title: Cell Death and differentiation 14 Pages: 716-726
• [Presentation] 終末分化心筋細胞における細胞周期メカニズムの解析 (2008)
  • Author(s): 安達(玉盛)三美、他
  • Organizer: 第30回日本分子生物学年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20081200
• [Presentation] 心筋細胞ではAPC/CCdc20ユビキチンリガーゼを介するp21Cip1のユビキチン化がCDK2によって抑制される (2008)
  • Author(s): 山田一彦, 安達(玉盛)三美, 他
  • Organizer: 第30回日本分子生物学年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20081200
• [Presentation] 終末分化心筋細胞における増殖および再増殖停止メカニズムの解析 (2007)
  • Author(s): 安達(玉盛)三美, 他
  • Organizer: 第29回日本分子生物学年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20071200
• [Presentation] p21はCDK2と結合することによってユビキチン化を抑制し、終末分化心筋細胞の再増殖を停止させる (2007)
  • Author(s): 山田一彦、安達(玉盛)三美, 他
  • Organizer: 第29回日本分子生物学年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20071200
• [Presentation] ストレス応答性転写因子ATF3の選択的プロモーター制御とクロマチン構造 (2007)
  • Author(s): 宮崎敬介、安達(玉盛)三美, 他
  • Organizer: 第29回日本分子生物学年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20071200
• [Presentation] CTD phosphatase FCP1 の機能解析 (2007)
  • Author(s): 渡辺雅司、安達(玉盛)三美, 他
  • Organizer: 第29回日本分子生物学年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20071200
• [Presentation] PDK1はcyclin D1とp27Kip1の発現制御により細胞周期進行と細胞増殖能を誘導する (2007)
  • Author(s): 中村恭子、安達(玉盛)三美, 他
  • Organizer: 第29回日本分子生物学年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20071200
• [Book] Topics心筋細胞の再分裂誘導は可能か「心筋症を識る, 診る, 治す」 (2007)
  • Author(s): 安達三美
  • Publisher: 文光堂