2016 Fiscal Year Annual Research Report
Information control for a linkage between macro cardiac function and gene expression: physiomic analysis of responses to oxygen environment
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26282127
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
毛利 聡 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 謙 川崎医科大学, 医学部, 講師 (80341080)
氏原 嘉洋 川崎医科大学, 医学部, 助教 (80610021)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 心筋細胞 / 分裂 / 酸素 / 胎児循環 / 細胞周期 / 再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胎生期に分裂能を有する心筋細胞は出生後に分裂を止め肥大によって心臓を成長させる。我々はその理由が成体に比べて著しい低酸素環境にある胎児循環から出生後の肺呼吸開始による酸素分圧上昇にあるとの仮説を立て検証した。生体においては出生前後で酸素環境のみならず栄養状態や血行動態も劇的に変化するため、胎児-新生児間の遺伝子発現変化と胎児培養心筋細胞を低酸素（3%）から高濃度酸素（20%）に変換した際の遺伝子発現変化を比較した。共通して発現が増加した51遺伝子について低酸素培養細胞系にてノックダウン(KD)を行い、細胞分裂を強く抑制した11遺伝子を選定した (Mcm3, Ccne2, Ccna2, Fam64a, Cdca5, Tuba1b, Myl4, Nusap1, Pgk1, Aldoa , Aurkb)。これらの中でKDによる細胞分裂抑制効果が最大であったFam64aについて細胞分裂周期との関連を調べた。Fam64aは胎児心筋の核に豊富に発現していたが出生後に劇的に減少し、培養系実験においても酸素分圧上昇により同様に減少した。また、Fam64aKDは細胞周期促進遺伝子や分裂マーカーKi67発現を抑制し、バキュロウイルスによるFam64a強制発現で心筋細胞分裂は増加した。実験は一般的な細胞分裂マーカーだけでなく、本研究で確立した酸素環境制御タイムラプス実験系による核分裂・細胞質分裂の直接観察によっても評価した。これにより有糸分裂中の心筋細胞においてGFP付加Fam64aが急速に消失することを観察した。この現象の機序として、metaphaseからanaphaseへの移行期におけるAPC/CによるFam64a分解が考えられ、APC/C結合部位の変位Fam64aを作成して確認することが出来た。これらの結果からFam64aは心筋細胞分裂に関与し再生医療の有望なターゲットとなり得ると考える。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] ANGPTL2 activity in cardiac pathologies accelerates heart failure by perturbing cardiac function and energy metabolism.2016
Author(s)
Tian Z, Miyata K, Kadomatsu T, Horiguchi H, Fukushima H, Tohyama S, Ujihara Y, Okumura T, Yamaguchi S, Zhao J, Endo M, Morinaga J, Sato M, Sugizaki T, Zhu S, Terada K, Sakaguchi H, Komohara Y, Takeya M, Takeda N, Araki K, Manabe I, Fukuda K, Otsu K, Wada J, Murohara T, Mohri S, Yamashita JK, Sano M, Oike Y.
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Journal Title
Nature Communication
Volume: 13016
Pages: 1-19
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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