哺乳類の出生の異時性に基づく心筋再生機構の解明

基于哺乳动物出生异时性阐明心肌再生机制

• 批准号: 21K18273
• 负责人: 木村 航
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18273/
• 关键词: 心筋細胞; 細胞周期; AMPKシグナル; オポッサム; ミトコンドリア; 心臓再生; AMPK; 非モデル生物; 心筋梗塞; RNA sequencing

哺乳類では，胎仔や出生直後の新生仔は器官形成期にあり，心臓では心筋細胞が増殖しているため損傷を受けた心筋を再生できる．しかしマウスやヒトなど，ほとんどの哺乳類では出生後すぐに器官成熟期に入り，心臓では心筋細胞が細胞分裂を停止するため，心筋組織の再生能は失われる．ヒト成体が心筋再生能を持たないことこそが，心血管系疾患が世界の死因の第一位を占める主因である．我々はマウスを用いて，心筋での器官形成から成熟への切り替わり，すなわち心筋細胞の細胞周期停止は，新生仔が出生後に子宮外環境へ暴露されることが引き金となって起こることを報告した．一方，同じ哺乳類でも有袋類は超未熟仔の状態で誕生し，器官形成の大部分を子宮外環境で行うため，出生が器官形成から成熟への切り替わりと同調しない．我々は，このような出生の異時性を示す有袋類オポッサムでは心筋細胞増殖が出生後1ヶ月以上継続することを見出した．さらにオポッサム新生仔では心筋再生能が出生後少なくとも2週間維持されることを見出した．また既存データベースを利用した遺伝子発現解析と薬理学的・遺伝学的介入により，オポッサム及びマウスの心筋細胞の細胞周期停止にAMPKシグナルが重要な役割を果たすことを示した．これらの成果を受け，本年度はAMPKシグナルの上流および下流の制御因子を探索するとともに，オポッサムおよびマウスでのプロテオミクス解析およびシングルセルRNA sequence解析を準備した．

Mammals are born right after birth, and the newborn is in the period of organogenesis. In mammals, when organs mature at any time after birth, cell division stops in heart muscle cells, and the regenerative energy of heart muscle tissue is lost. Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the world. The organ formation of the heart muscle, the maturation, the cell cycle arrest of the heart muscle cells, and the postnatal exposure of the uterus to the external environment are reported. One side, the same mammal. We have a history of heterochronicity at birth. We have a history of heterochronicity at birth. The new born can be maintained for 2 weeks. The analysis of gene expression and the intervention of biological and genetic sciences in the analysis of existing gene expression patterns and the study of cell cycle arrest in cardiac muscle cells are important for the analysis of gene expression patterns. This year, we will explore the upstream and downstream control factors of AMPK and prepare for the analysis of RNA sequence.

项目成果

Interspecies comparison between eutherian and marsupial mammals identifies how cardiomyocytes adapt to switching from intrauterine to postnatal environment

真兽类和有袋类哺乳动物之间的种间比较确定了心肌细胞如何适应从宫内环境到产后环境的转换

• 发表时间: 2022
• 作者: Lachmann Mark;Rippen Elena;Schuster Tibor;Xhepa Erion;von Scheidt Moritz;Trenkwalder Teresa;Pellegrini Costanza;Rheude Tobias;Hesse Amelie;Stundl Anja;Harmsen Gerhard;Yuasa Shinsuke;Schunkert Heribert;Kastrati Adnan;Laugwitz Karl-Ludwig;Joner Michael;Kupa;木村航
• 通讯作者: 木村航

Prolonged Myocardial Regenerative Capacity in Neonatal Opossum

• DOI: 10.1161/circulationaha.121.055269
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Circulation
• 影响因子: 37.8
• 作者: C. Nishiyama;Yuichi Saito;Akane Sakaguchi;M. Kaneko;H. Kiyonari;Yuqing Xu;Y. Arima;Hideki Uosaki;Wataru Kimura

Metabolic regulation of cardiac regeneration: roles of hypoxia, energy homeostasis, and mitochondrial dynamics

心脏再生的代谢调节：缺氧、能量稳态和线粒体动力学的作用

• DOI: 10.1016/j.gde.2021.05.009
• 发表时间: 2021
• 期刊: Current Opinion in Genetics & Development
• 影响因子: 4
• 作者: Sakaguchi Akane;Kimura Wataru
• 通讯作者: Kimura Wataru

BITC induces cardiomyocyte proliferation and heart regeneration

BITC 诱导心肌细胞增殖和心脏再生

• 发表时间: 2021
• 作者: 坂口 あかね;川﨑 美和
• 通讯作者: 川﨑 美和

心筋再生研究とイメージング

心肌再生研究和成像

• 发表时间: 2022
• 作者: Naofumi Yoshida;Tomoya Yamashita,Tokiko Tabata;Yoshihiro Saito;Takuo Emoto;Tomohiro Hayashi;Masakazu Shinohara;Ken-ichi Hirata.;木村 航
• 通讯作者: 木村 航