【研究ケース】JCIはTREK1で形成される二つのポアイオン チャネルの心臓誘電体機能に異常があることを明らかにした
心臓の二つのポアカリウムチャネル(K2P)はハエから人間に至るまで様々な種類に存在します。ハエの心臓ストレッチ機能には関わっていますが、哺乳類の心臓機能に与える影響はまだ明らかではありません。米デューク大学医学部の最新の研究によると、K2PチャネルTREK-1は心筋線維症と舒張機能異常を導いている。
「The wo-pore-domain Potassium Channel trek-1 Mediates Cardiac Fibrosis and Diastolic Dysfunction」と題した文章が8月、The Journal of Clinical Investigation誌に発表された。第一著者はデューク大学医学部附属副教授のデニス・M・ラハムである。
K2Pチャネルは様々な興奮性細胞や非興奮性細胞に広く分布し、重要な生理機能を持っています。K2P二つのメンバー—TASKとTREK通路は、人間の心臓組織の中では高い表現される。K2Pチャネルはショウジョウバエの発張機能のための重要な調整剤であることが今の研究で確認された。しかしTREK通路が哺乳動物の心室の収縮や拡大機能に与える影響は明らかになっていない。
この研究では、Abrahamとその同僚はハエの遺伝子検査によって、K2P内の重要な遺伝子であるCG8713(sandman)を特定し、sandmanは心臓機能にとって重要であることを発見した。サンドマンの鼠の直系同源物はTREK—1 (Kcnk2とも呼ばれる)である。
TREK-1のマウスの心臓機能を探索するため、研究者たちはまずTREK-1遺伝子ノックアウトマウスを使い打ち消した。驚くべきことに、これらのマウスはストレス過負荷誘導の心性肥大と胚芽遺伝子に変化を表すが、収縮と弛緩を維持する心臓機能を持っている。
TREK-1によって失われた保護作用が心筋細胞または繊維細胞になっているかを確認するため、研究者はその後TREK-1コンディショナルノックアウトマウスを研究用使った。サイヤジェン（Cyagen Biosciences）に依頼し、心筋細胞と線維芽細胞の特異性を持つtrek-1のマウスを作った。
研究者によると、ストレスに過剰な負荷をかけているマウスの心筋細胞からTREK-1が欠けていることによる心臓機能的の異常にもかかわらず、繊维細胞のTREK-1が欠けていることが心臓機能の悪化を防いでいる。これらの結果TREK-1ノックアウトマウスことにより心臓の保護作用を観察することができ、繊维細胞の中から導かれたものであることがわかった。
最後に、彼らはTREK-1ノックアウトマウスと野生型マウスのMAPKの変化を調べた。彼らの発見により野生型マウスと比べてTREK-1ノックアウトマウス遺伝子を破壊しJNKキナーゼだ。実験によりトレック—1はストレスに負荷をかけることでJNKの活性化を导いたことが、研究者に確認されました。TREK-1遺伝子によるマウスの心臓機能異常は見られず、心筋細胞や線維芽細胞のJNK活性化に関連している。
研究者は、これらの結果から心臓が繊維細胞になっているTREK-1は、ストレスの過負荷による心臓機能異に重要な役割を果たしていることがわかったとみている。TREK-1への抑制は心臓機能異常の治療法になりそうだ。しかし、将来的にはTREK-1の損失によるJNKの确実な心臓保護の働き研究を必要があります。
論文リング：
The Two-Pore-Domain Potassium Channel TREK-1 Mediates Cardiac Fibrosis and Diastolic Dysfunction.
J Clin Invest. https://doi.org/10.1172/JCI95945.
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