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Mechanisms of dysregulation of autophagy in heart failure

Research Project

Project/Area Number 20K07068
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47040:Pharmacology-related
Research InstitutionSapporo Medical University

Principal Investigator

Kuno Atsushi  札幌医科大学, 医学部, 教授 (30468079)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤谷 直樹  札幌医科大学, 医学部, 助教 (10374191)
野島 伊世里  札幌医科大学, 医学部, 研究員 (10827398)
堀尾 嘉幸  札幌医科大学, 医学部, 教授 (30181530)
矢野 俊之  札幌医科大学, 医学部, 講師 (40444913)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords心不全 / オートファジー / SIRT1 / マイトファジー
Outline of Research at the Start

心不全の心筋では障害ミトコンドリアを処分するオートファジーの活性が低下している。我々は蛋白脱アセチル化酵素SIRT1の活性化が、心不全心筋におけるオートファジー活性を回復して心機能の改善をもたらすことを見出した。しかし心不全心筋でのオートファジー障害におけるSIRT1の関与や、SIRT1によるオートファジー促進・障害ミトコンドリア処分の機序は明らかではない。
本研究の目的は、心不全におけるオートファジー障害の分子機序を、SIRT1によるオートファジー調節機構の観点から明らかにすることにより、治療法の開発に結びつく新しい知見を得ることである。

Outline of Final Research Achievements

We examined roles of reduced activity of SIRT1, an NAD+-dependent protein deacetylase, and impaired autophagy in pathogenesis of heart failure. We induced heart failure by administration of doxorubicin in mice. We found cardiac dysfunction and impairment in autophagy after doxorubicin were enhanced in cardiomyocyte-specific SIRT1 knockout mice. We also examined how SIRT1 regulate the process of autophagy. SIRT1 was involved in autophagosome-lysosome fusion. Taken together, impaired autophagy due to suppression of SIRT1 activity may contribute to pathogenesis of heart failure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は、SIRT1活性やオートファジー活性の回復といった介入による新しい心不全治療の開発に向けた基盤となるものであると考えられる。心不全以外の様々な疾患でも臓器のオートファジーが障害されていることが報告されている。従って、本研究のSIRT1によるオートファジー制御機構を明らかにできたことは、これら疾患におけるオートファジー障害の機序解明にも展開され、新しい治療法にもつながる可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Resveratrol, a SIRT1 activator, attenuates aging-associated alterations in skeletal muscle and heart in mice.2023

    • Author(s)
      Hosoda Ryusuke, Nakashima Ryuta, Yano Masaki, Iwahara Naotoshi, Asakura Seidai, Nojima Iyori, Saga Yukika, Kunimoto Risa, Horio Yoshiyuki, Kuno Atsushi
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 152 Issue: 2 Pages: 112-122

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2023.04.001

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SIRT1 in the cardiomyocyte counteracts doxorubicin-induced cardiotoxicity via regulating histone H2AX2022

    • Author(s)
      Kuno Atsushi、Hosoda Ryusuke、Tsukamoto Miki、Sato Tatsuya、Sakuragi Hiromi、Ajima Nami、Saga Yukika、Tada Kouhei、Taniguchi Yoshiki、Iwahara Naotoshi、Horio Yoshiyuki
    • Journal Title

      Cardiovascular Research

      Volume: 118 Issue: 17 Pages: 3360-3373

    • DOI

      10.1093/cvr/cvac026

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activation of SIRT1 promotes membrane resealing via cortactin2022

    • Author(s)
      Iwahara Naotoshi、Azekami Kuya、Hosoda Ryusuke、Nojima Iyori、Hisahara Shin、Kuno Atsushi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 15328-15328

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19136-1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Downregulation of IGFBP5 contributes to replicative senescence via ERK2 activation in mouse embryonic fibroblasts2022

    • Author(s)
      Iyori Nojima, Ryusuke Hosoda, Yuki Toda, Yoshiki Saito, Naohiro Ueda, Kouhei Horimoto, Naotoshi Iwahara, Yoshiyuki Horio, Atsushi Kuno
    • Journal Title

      Aging

      Volume: 14 Issue: 7 Pages: 2966-2988

    • DOI

      10.18632/aging.203999

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cellular effects of resveratrol in health and disease2021

    • Author(s)
      久野 篤史、堀尾 嘉幸
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 93 Issue: 1 Pages: 100-108

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2021.930100

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2021-02-25
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    • Author(s)
      Sugawara Hirohito、Moniwa Norihito、Kuno Atsushi、Ohwada Wataru、Osanami Arata、Shibata Satoru、Kimura Yukishige、Abe Koki、Gocho Yufu、Tanno Masaya、Miura Tetsuji
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 145 Issue: 2 Pages: 187-197

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2020.12.001

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Involvement of necroptosis in contrast-induced nephropathy in a rat CKD model2021

    • Author(s)
      Shibata Satoru、Moniwa Norihito、Kuno Atsushi、Kimura Ayumu、Ohwada Wataru、Sugawara Hirohito、Gocho Yufu、Tanaka Marenao、Yano Toshiyuki、Furuhashi Masato、Tanno Masaya、Miki Takayuki、Miura Tetsuji
    • Journal Title

      Clinical and Experimental Nephrology

      Volume: Online ahead of print Issue: 7 Pages: 708-717

    • DOI

      10.1007/s10157-021-02048-1

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] SIRT1, a protein deacetylase, promotes autophagy/mitophagy by regulating autophagosome-lysosome fusion in the cardiomyocyte.2023

    • Author(s)
      久野 篤史
    • Organizer
      第87回日本循環器学会学術集会
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  • [Presentation] ニコチンアミド・モノヌクレオチドはドキソルビシンによる心毒性や筋萎縮を抑制する2022

    • Author(s)
      久野 篤史
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] ドキソルビシンによる臓器毒性はニコチンアミド・モノヌクレオチドにより軽減する2022

    • Author(s)
      久野 篤史
    • Organizer
      第73回日本薬理学会北部会
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  • [Presentation] 骨格筋におけるSIRT1の活性化はオートファジー活性を維持して加齢に伴うサルコペニアを改善する2022

    • Author(s)
      細田 隆介
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
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    • Author(s)
      細田 隆介
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
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    • Invited
  • [Presentation] Duchenne型筋ジストロフィーの骨格筋では転写因子TFEBの活性低下によりオートファジーが阻害される2022

    • Author(s)
      中島 龍太
    • Organizer
      第73回日本薬理学会北部会
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  • [Presentation] 2型糖尿病の心臓におけるミトコンドリア型サーチュインSIRT3の役割2022

    • Author(s)
      矢野 雅貴
    • Organizer
      第73回日本薬理学会北部会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨格筋におけるSIRT1の活性化はオートファジー活性を維持して加齢によるサルコペニアを改善する2022

    • Author(s)
      細田 隆介
    • Organizer
      第73回日本薬理学会北部会
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  • [Presentation] SIRT1はヒストンH2AXを脱アセチル化してDNA損傷反応を介することによりドキソルビシンから心筋細胞を保護する2022

    • Author(s)
      久野 篤史
    • Organizer
      日本薬理学会
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  • [Presentation] レスベラトロールはオートファジーを促進して加齢による筋萎縮と運動機能障害を抑制する2022

    • Author(s)
      細田隆介
    • Organizer
      日本薬理学会
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  • [Presentation] SIRT1はヒストンH2AXを脱アセチル化することによりドキソルビシンによる心筋細胞障害に対して保護的に作用する2021

    • Author(s)
      久野 篤史
    • Organizer
      第72回日本薬理学会北部会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] レスベラトロールはオートファジーを活性化して加齢による筋萎縮と運動機能低下を軽減する2021

    • Author(s)
      細田隆介
    • Organizer
      第72回日本薬理学会北部会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] SIRT1 protects the heart against doxorubicin induced cardiotoxicity by mediating the DNA damage response via deacetylation of histone H2AX.2021

    • Author(s)
      Atsushi Kuno
    • Organizer
      ESC Congress 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deacetylation of Histone H2AX by Sirt1 Regulates DNA Damage Response and Protects Cardiomyocytes Against Doxorubicin-Induced Injury2021

    • Author(s)
      Atsushi Kuno
    • Organizer
      AHA Scientific Sessions 2021
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  • [Presentation] SIRT1 mediates histone H2AX Ser139 phosphorylation and DNA repair via deacetylating H2AX at Lys5.2021

    • Author(s)
      久野篤史
    • Organizer
      第43回 日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] レスベラトロールは加齢による筋委縮と筋機能障害を軽減する2021

    • Author(s)
      細田 隆介, 久野 篤史, 朝倉 聖大, 岩原 直敏, 野島 伊世里, 國本 梨沙, 堀尾 嘉幸
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] The histone deacetylase SIRT1 mediates the proper DNA repair response by targeting histone H2AX to protect against doxorubicin-induced cardiotoxicity.2020

    • Author(s)
      Atsushi Kuno, Ryusuke Hosoda, Yoshiyuki Horio
    • Organizer
      ESC Congress 2020
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  • [Remarks] 札幌医科大学 薬理学講座ホームページ

    • URL

      https://web.sapmed.ac.jp/pharmacology/

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  • [Remarks] 抗がん剤の心臓副作用に対する長寿遺伝子の保護効果を解明

    • URL

      https://web.sapmed.ac.jp/jp/news/press/idhlv70000001lnb.html

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  • [Remarks] 札幌医科大学 薬理学講座 ホームページ

    • URL

      https://web.sapmed.ac.jp/pharmacology/

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      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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