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Analysis of novel mechanism of prevention of lipid peroxidation dependent cardio sudden death by antibiotic induced changes of intestinal bacteria

Research Project

Project/Area Number 17K08285
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Biological pharmacy
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

Imai Hirotaka  北里大学, 薬学部, 教授 (50255361)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords抗生物質 / 腸内細菌 / 心不全 / 脂質酸化依存的新規細胞死 / ビタミンE / 無菌マウス / ノトバイオート / 脂質酸化依存的細胞死 / ビタミンE
Outline of Final Research Achievements

The heart-specific GPx4 knockout mouse can survive by the vitamin E supplementation diet, but lipid peroxidation-dependent novel cell death is induced in cardiomyocytes by decrease of vitamin E in heart after change to low vitamin E containing diet, resulting in cardio sudden death. We found antibiotic cefoperazone(CPZ) as the non-antioxidant compound which can suppress this lipid peroxidation-dependent heart failure by drinking, but not intraperitoneal injection. Administration of antibiotic CPZ could not rescue lipid peroxidation dependent cardio sudden death in germ free mice. Next generation sequencer and bacteria transplantation experiment revealed that antibiotic CPZ resistant intestinal bacteria could suppress lipid peroxidation dependent cardio sudden death in heart-specific GPx4 knockout mouse.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、脂質酸化依存的におきる心不全を抑制できるCPZ耐性腸内細菌が存在することを初めて明らかにした。また抗生物質CPZにより生き残った腸内細菌が機能を発揮したことから抗生物質の新たな可能性を示したともいえる。本研究成果は腸内細菌Zが心臓機能を正に制御できること、新しい腸―心連関が存在することを示したことになり学術的意義は極めて大きい。将来的に心臓機能を増強できるプロバイオティクスやプレバイオティクスの開発や心臓突然死の予防薬の開発に繋がる研究成果である。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

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    • Inventor(s)
      今井浩孝
    • Industrial Property Rights Holder
      北里研究所・三菱ケミカルフーズ株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-022826
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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