Creation of innovative myocardial regeneration strategy with soft and highly dividing cardiomyocytes

利用柔软且高度分裂的心肌细胞创建创新的心肌再生策略

• 批准号: 20H04521
• 负责人: 橋本 謙
• 金额: $ 10.73万
• 依托单位: Kawasaki Medical School
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04521/
• 关键词: 心筋再生; 酸素環境; 心筋細胞; 分裂; 分化; 再生; 心筋; 分裂・再生; Fam64a; APC/C; Novex3; 核の硬さ

本研究では、低酸素下にある胎生期心筋の分裂を促進する三つの遺伝子[Fam64a, Novex-3, APC/C]を用いた成体心筋の再生を目指している。1. Fam64aFam64aを出生後長期にわたって心筋特異的に過剰発現するマウスでは、期待通り成体心筋の分裂は促進されたが、一方で心筋細胞の分化不全・脱分化による幼若化が起こり、心機能が悪化した。分子機構を検討したところ、Fam64aが糖質コルチコイド受容体と複合体を形成し、心筋分化を促進する転写因子Klf15を阻害することで幼若化を誘発していた。そこで、昨年度から新たな実験系として、心臓冷却傷害を施した成体マウスに対し、Fam64aの合成mRNAを傷害部近傍の心筋に局所的、且つ一過性に導入する系を検討してきた。本年度はその成果が得られ、上記のようにFam64aの発現を傷害部近傍のみに限局し、且つ、合成mRNAを用いることにより発現を短期間[2～3日]に限定することで、傷害後5週にわたり幼若化を起こすことなく心筋細胞周期の促進、心線維化の抑制、及び心機能の回復を実現できた。2. Novex-3Novex-3は筋サルコメアに局在する巨大蛋白コネクチンのshort isoformであるが、低酸素下の胎生期には心筋細胞のサルコメアだけでなく核にも局在し、核の柔軟性を増すことで心筋分裂を促進する。そこで、ゲノム編集によりNovex-3 KOマウスを作製し、本年度はその表現型を解析した。KOマウスでは胎生中期[妊娠13日目]において既に心筋細胞の分裂阻害が認められ、新生児期には心筋が肥大する傾向にあった。その後、加齢と共に心肥大が進行して心不全に陥り、生存率が低下した。分子機構を検討したところ、KOマウス心筋では、胎生期において核周囲での微小管の蓄積と核の硬化[弾性率の低下]が認められ、このことが分裂阻害と関連する可能性が示唆された。

这项研究旨在使用三个基因[FAM64A，NOVEX-3，APC/C]再生成年心肌，从而促进缺氧下胎儿心肌的分裂。 1。在长期长期过分表达FAM64A心肌的小鼠中，成年心肌分裂得到了预期的促进，但另一方面，由心肌细胞衰竭和去分化引起的青少年化，导致心脏功能恶化。当我们研究了分子机制时，FAM64A通过抑制转录因子KLF15来形成糖皮质激素受体的复合物，并诱导了少年基因型，从而促进心肌分化。因此，自去年以来，我们一直在研究一种新的实验系统，其中FAM64A合成mRNA被局部和瞬时引入成年小鼠受伤区域附近的心肌，这些小鼠受到了心脏冷却损伤。今年，我们获得了结果，并通过将FAM64A定位到上述受伤区域的附近，并且通过使用合成mRNA，表达仅限于短时间内[2-3天]，我们能够促进心肌细胞周期，抑制心脏纤维化，并在受伤后恢复无幼年。 2。NOVEX-3NOVEX-3是一种简短的同工型，是一种属于心肌肉瘤的巨型蛋白连接素，但是在缺氧的胎儿阶段，它不仅本地化为心肌细胞的肉瘤，而且还与细胞核的肉瘤相关，还与核的灵活性增加了核的灵活性。因此，NOVEX-3 KO小鼠是通过基因组编辑产生的，今年对表型进行了分析。在KO小鼠中，在胚胎中期[妊娠13天]已经观察到心肌细胞抑制作用，并且在新生儿期间，心肌倾向于肥大。在那之后，随着我的年龄，我的心脏肿大，导致心力衰竭，我的存活率降低。当检查分子机制时，在胎儿阶段，在KO小鼠的心肌中观察到微管积累和核僵硬[弹性模量降低]，这表明这可能与有丝分裂的抑制有关。

项目成果

Comparison of passive mechanical properties of rat, chicken, frog and turtle ventricles

大鼠、鸡、青蛙、乌龟心室被动力学特性比较

• 发表时间: 2020
• 作者: Ambati J;Magagnoli J;Leung H;Wang S;Andrews C;Fu D;Pandey A;Sahu S;Narendran S;Hirahara S;Fukuda S;Sun J;Pandya L;Ambati M;Pereira F;Varshney A;Cumimngs T;Hardin J;Edun B;Bennett C;Ambati K;Fowler B;Kerur N;Rover C;Leitinger N;Wer;Michela Chessa,Nobuyuki Hanaki,Aymeric Lardon,Takashi Yamada;木村 直人・宇那木 啓二・有村 幹治・浅田 拓海;Megumi Ito
• 通讯作者: Megumi Ito

川崎医科大学 生理学１教室 オリジナルホームページ

川崎医科大学生理学系1原始主页

酸素環境と心臓再生（Oxygen environment and cardiac regeneration）

氧环境与心脏再生

• 发表时间: 2022
• 期刊: Medical Science Digest
• 作者: 橋本 謙;臼居 優;花島 章;氏原嘉洋;塚田孝祐;毛利 聡
• 通讯作者: 毛利 聡

Evolution of the coronary circulation hearts by shortening the elastic regions of connectin

通过缩短连接蛋白的弹性区域来进化冠状循环心脏

• 发表时间: 2020
• 作者: Abd El-Sadek Ibrahim;Miyazawa Arata;Tzu-Wei Shen Larina;Makita Shuichi;Fukuda Shinichi;Yamashita Toshiharu;Oka Yuki;Mukherjee Pradipta;Matsusaka Satoshi;Oshika Tetsuro;Kano Hideaki;Yasuno Yoshiaki;Akira Hanashima
• 通讯作者: Akira Hanashima

ORCiD：橋本 謙（代表者）

ORCiD：桥本健（代表）