【研究領域課題番号】22H03045 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発生・分化 / 遺伝子 / 循環器・高血圧 / 発現制御 / シグナル伝達

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究領域課題番号】19H03622 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

多因子遺伝 / 総動脈幹症 / TBX1 / Tbx1 / 発生・分化 / 遺伝子 / 発現制御 / シグナル伝達 / 循環器・高血圧 / Tbx20 / 心臓神経堤細胞 / 二次心臓領域

【研究成果の概要】

22q11.2欠失症候群に合併する先天性心疾患の責任遺伝子であるTBX1の発現を遺伝子改変技術で低下させたマウスモデルにおいて、妊娠母マウスに葉酸を投与することにより、胎仔の先天性心疾患表現型を軽症化することに成功し、葉酸によりNOTCHシグナルが活性化され、心臓前駆細胞である神経堤細胞の発生分化異常が救済される機序が示唆された。また、遺伝子改変マウスの交配実験によりTBX1と同じ遺伝子群のTBX20が心臓発生において遺伝的相補性を持って機能することが明らかになり、下流転写因子PITX2の発現を制御することにより心臓ルーピングおよび心室中隔形成に関与すると考えられた。

【研究の社会的意義】

本研究課題におけるTBX1とTBX20の遺伝的相補性が示された成果は、多因子遺伝と考えられる複雑先天性心疾患の発症分子機序解明のための一つの基礎的知見として重要である。また、ヒト染色体・遺伝子異常そのものを治療・修復する医療は困難だが、葉酸によるTbx1発現低下マウスの心疾患表現型の軽症化および心臓神経堤細胞の機能回復とその分子経路を示唆した本研究成果の学術的意義は高く、将来的にヒト22q11.2欠失症候群の心疾患を軽症化する治療・予防法につながる可能性を示すことから、数多くの心疾患への応用を含めて社会的意義は大きい。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】16H05359 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発生・分化 / 遺伝子 / 循環器 / 発現制御 / シグナル伝達 / 循環器・高血圧

【研究成果の概要】

22q11.2欠失症候群モデル（Tbx1発現低下）マウスの総動脈幹症の病型が、妊娠母体マウスへの葉酸投与により軽症化した。その機序として、流出路中隔を形成する間葉系細胞の発生障害が、葉酸により救済されることを解明した。そして、心臓の発生および神経堤細胞の遊走・分化を制御する複数の因子の発現が、葉酸により変化することを明らかにした。また、Tbx4が肺間葉系細胞の未分化維持に機能することを明らかにし、その分子機序として、Tbx4が分泌性増殖因子Fgf10の発現を直接制御することを解明した。さらにCRISPR/Cas9システムを用いてTbx20欠損マウスを作製し、Tbx1との遺伝的相補性を検討した。

【研究の社会的意義】

本研究の結果として、多因子遺伝の先天性心血管疾患の成因解明に対して新たなアプローチが確立する。今後、複雑な先天性心血管疾患に対する新たな治療戦略として、幹細胞による再生医療の応用が期待されており、このような成果による個々の先天性心血管疾患の成因解明の蓄積は、オーダーメード医療のための基礎的知見として重要である。ヒト染色体・遺伝子異常症の染色体や遺伝子そのものを治療・修復する医療は困難だが、本研究によるTbx1発現低下マウスの心血管疾患の表現型の軽症化する環境・epigenetic因子またはその分子経路の特定は、将来22q11.2欠失症候群の心疾患を軽症化する治療法の実現につながる可能性がある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】16K19387 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

心不全 / マクロファージ / 慢性炎症 / エピゲノム / 循環器・高血圧 / 発現制御 / 免疫学 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

心不全は依然として罹患率と死亡率が高く、病態生理の解明は急務である。我々はこれまでに、マウスの心臓マクロファージが心臓恒常性維持に必須であり、心臓マクロファージ由来のAmphiregulinが心筋細胞保護的作用を持つ事を示した。これら細胞特異的遺伝子発現の転写調節に関して、ATAC-seqで心臓マクロファージのエピゲノム解析を行った。心不全モデルや老化マウスを用いて比較解析し、心臓マクロファージの細胞起源が胎仔肝由来から骨髄由来に変わり、さらに骨髄が老化することで表現型が変化する事が分かった。これらのエピゲノム変化を起こす分子機構の解明と介入が、心不全の新たな治療ターゲットになると考えられた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】16K09492 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

心不全 / CXCR7 / CXCR7遺伝子欠損マウス / シグナル伝達 / 循環器・高血圧 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

本研究ではCXCR7の心臓における生理的、病理的役割を解明するために研究を実施した。
心筋細胞特異的CXCR7遺伝子欠損マウスに圧負荷 心不全を誘導すると、野生型マウスと比較して心機能が増悪することが明らかになった。一方で血管内皮特異的、線維芽細胞特異的Cxcr7遺伝子欠損マウスの圧 負荷心不全モデルでは、野生型マウスと比較して明らかな差異を認めなかった。このため、心臓におけるCxcr7は心筋細胞に発現するものが主体となっており、 心保護的に働いている可能性が示唆された。

【研究の社会的意義】

βアドレナリン受容体やアンジオテンシンII受容体は体表的な Gタンパク質共役受容体（GPCR）であり、その遮断薬は多くの心不全患者の命を救ってきた。このため、新たな心不全薬の創薬もGPCRを標的としたものが盛んに行われている。
CXCR7は比較的新しいGPCRであり、その心不全での役割は不明であった。本研究によりCXCR7が心不全の新たな治療標的になり得ることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】呼吸器内科学

【研究領域課題番号】22790750 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シグナル伝達 / ゲノム / 内科 / 病理学 / 循環器・高血圧

【研究成果の概要】

特発性肺高血圧症との関係が深い骨形成因子(BMP)シグナルについて、肺動脈平滑筋細胞および血管内皮細胞を用いて、次世代シーケンサーを用いたクロマチン免疫沈降-シーケンシング法(ChIP-seq)による下流の転写因子Smad1/Smad5の網羅的結合部位同定を行った。その結果肺動脈平滑筋細胞特異的な新規標的遺伝子を同定し、siRNAや阻害剤を用いた検討によりその病態との関与を示唆する役割を見出した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】21791004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発生 / 循環器 / シグナル伝達 / 発生・分化 / 再生医学 / 循環器・高血圧 / 動物

【研究成果の概要】

イノシトール三リン酸受容体(IP3R)の3種のサブタイプのうち、1型および3型IP3Rを同時に欠損させたダブルノックアウト(1/3DKO)マウスは心臓血管発生異常をきたす。組織マーカーの発現解析と組織特異的1/3DKOマウスの解析により、1型・3型IP3Rは、右心室から心臓流出路の発生において二次心臓領域のうちTbx1非発現領域で機能すると考えられた。さらに、血管内皮細胞に発現する1型・3型IP3Rは、血管発生において血管新生の過程に必須の役割を担うことが示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】21790706 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

転写因子 / 炎症 / 細胞・組織 / 発現制御 / 循環器・高血圧 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

慢性組織炎症における転写因子KLF5の機能について、腎障害モデルを用いて検討した。まず、一側尿管結紮モデルを用いて、腎臓の炎症惹起時のKLF5の役割を検討したところ、KLF5はCEBPa,S100A8,S100A9遺伝子の誘導を通じて、炎症性単球を腎臓に遊走させていた。また、S100A8,S100A9は炎症性単球をM1マクロファージに分化させていた。腎臓の炎症においては、M1マクロファージはIL1bを分泌し、組織炎症を惹起し、M2マクロファージは、IL10,TGFbを分泌し、組織炎症の抑制、繊維化促進に働いていると思われた。KLF5は腎臓の炎症時にM1マクロファージ有意に誘導し、腎臓炎症惹起に関与していることが明らかとなった。
また、メタボリック症候群に関する検討においては、肥満脂肪組織でS100A8の発現上昇が認められた。このため、脂肪細胞と炎症性細胞との相互作用におけるS100A8,S100A9の作用を検討した。脂肪細胞から分泌されたS100A8,S100A9は脂肪細胞および炎症性細胞間のさらなる炎症を惹起していることが明らかとなった。つぎに、脂肪組織においても、S100A8,S100A9が炎症を惹起していることを明らかにするために、脂肪組織特異的S100A8過剰発現マウスを作成した。また、新規治療薬の開発については、S100A8,S100A9よりも有望なKLF5の下流遺伝子を同定したが、本研究期間では、その同定までにとどまった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】21790704 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

循環器・高血圧 / 脂質 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

今回の研究は血管内皮細胞に見られるVESICLE構造に着目し、その存在と内皮細胞機能の変化との関係について解析を行うものである。今回の研究において、VESICLE構造は活性酸素が産生される場、あるいはFree cholesterol richな膜domainであるLipid Raftと密接な関係にあることを通じて、血管内皮細胞内のシグナル伝達の重要な拠点となり、内皮細胞機能を大きく修飾することが確認された。またこのVESICLE構造は、細胞外へ産生されるMicroparticleというVESICLE構造とも関連があり、それらを通じて内皮細胞が動脈硬化の発生に寄与することが示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】20390218 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シグナル伝達 / 循環器・高血圧 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

アンジオテンシンII(AngII)タイプ1(AT_1)受容体は他のメカノセンサー分子と会合しており、この分子会合がAT_1受容体によるメカノセンシングに関わっている可能性が示唆された。一方、AT_1受容体のインバースアゴニストは、複数の特異的な薬剤-受容体間の相互作用を介して受容体を不活性型に保持し、AngII非依存的な受容体活性化を抑制していていることが明らかとなった。また、心筋でのAT_1受容体の発現が亢進した場合、受容体の自律的活性によってAngII非依存的に心臓リモデリングが生じるが、このような機序による心臓リモデリングの抑制には、インバースアゴニスト活性を有するAT_1受容体ブロッカーが有用であることが証明された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】19790740 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発生 / 血管 / 咽頭弓 / カルシウム / 発生・分化 / シグナル伝達 / 再生医学 / 循環器・高血圧 / 血管発生 / 咽頭弓発生 / カルシウムシグナル / イノシトール三リン酸受容体 / 遺伝子工学

【研究成果の概要】

小児循環器診療の中で、先天性心疾患に合併して比較的頻度高く認められる大動脈の異常は、咽頭弓・血管系および咽頭弓動脈の発生異常から起因すると考えられる。本研究では、遺伝子改変マウスによる個体レベルでの解析や内皮細胞を用いたin vitroの解析によって、咽頭弓、血管系および咽頭弓動脈の発生に、イノシトール三リン酸受容体を中心とした細胞内シグナルが必須であることが示された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)