疾患基盤となるサルコメアとミトコンドリア相互制御機構の解明

本研究課題では心筋細胞の成熟過程におけるサルコメアとミトコンドリアの相互作用について研究を行っている。初年度である2022年度はまず成熟過程におけるサルコメアの収縮およびカルシウムイオン動態について検討を行った。1. 我々が有する成熟レポーターであるMyom2-RFP ノックインマウスES細胞由来心筋細胞に対し、サルコメアの収縮を阻害し、Myom2-RFPの発現を評価した。 心筋細胞の収縮を完全には抑制しない、低濃度の阻害剤処理であっても、Myom2-RFP陽性率が低下し、サルコメアの収縮そのものが心筋細胞の成熟に影響を与えていると予想された。サルコメアの収縮は主に細胞内カルシウムイオン濃度の増加により制御されるため、種々のカルシウムイオンチャネルブロッカーを用いたところやはりMyom2-RFP陽性率が低下した。今後、ミトコンドリア形態やその活性評価につなげる予定である。2. サルコメアの整列とミトコンドリアの整列を評価するために、ライブイメージングを行うことを計画した。様々なタンパクについて容易にライブイメージングを可能とするため、サルコメアおよびミトコンドリアに局在するタンパクにGFPないしRFPを付加した融合タンパク質を設計し、分化心筋細胞で発現できるよう心筋特異的プロモーター下に発現させるアデノ随伴ウイルスベクターを作成した。サルコメアに局在するTNNT2, TPM1, TNNI3, ACTN2, ACTC2などは予想通りの局在が観察された。一方で、ミトコンドリア局在シグナルを付加したGFPはミトコンドリアに局在せず、ミトコンドリア機能に影響を与えない融合タンパク質発現ベクターの設計と検証を進めている。

本研究課題では心筋細胞の成熟過程におけるサルコメアとミトコンドリアの相互作用について研究を行っている。初年度である2022年度はまず成熟過程におけるサルコメアの収縮およびカルシウムイオン動態について検討を行った。1. 我々が有する成熟レポーターであるMyom2-RFP ノックインマウスES細胞由来心筋細胞に対し、サルコメアの収縮を阻害し、Myom2-RFPの発現を評価した。 心筋細胞の収縮を完全には抑制しない、低濃度の阻害剤処理であっても、Myom2-RFP陽性率が低下し、サルコメアの収縮そのものが心筋細胞の成熟に影響を与えていると予想された。サルコメアの収縮は主に細胞内カルシウムイオン濃度の増加により制御されるため、種々のカルシウムイオンチャネルブロッカーを用いたところやはりMyom2-RFP陽性率が低下した。今後、ミトコンドリア形態やその活性評価につなげる予定である。2. サルコメアの整列とミトコンドリアの整列を評価するために、ライブイメージングを行うことを計画した。様々なタンパクについて容易にライブイメージングを可能とするため、サルコメアおよびミトコンドリアに局在するタンパクにGFPないしRFPを付加した融合タンパク質を設計し、分化心筋細胞で発現できるよう心筋特異的プロモーター下に発現させるアデノ随伴ウイルスベクターを作成した。サルコメアに局在するTNNT2, TPM1, TNNI3, ACTN2, ACTC2などは予想通りの局在が観察された。一方で、ミトコンドリア局在シグナルを付加したGFPはミトコンドリアに局在せず、ミトコンドリア機能に影響を与えない融合タンパク質発現ベクターの設計と検証を進めている。