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Role of PI3K / Akt pathway on cardioprotective effects of flavonoids against ischemia-reperfusion injury

Research Project

Project/Area Number 20K09192
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

Oguchi Takeshi  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60201399)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中楯 陽介  筑波大学, 医学医療系, 講師 (50597002)
石山 忠彦  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (90293448)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsフラボノイド / PI3K/Akt経路 / 心筋虚血 / 心筋保護
Outline of Research at the Start

薬剤の中には心筋虚血前に投与することで虚血心筋障害に対して保護作用を示すものがあり、薬理学的プレコンディショニング効果と呼ばれ、PI3K/Akt経路がこの効果に関連しているとされる。一方、フラボノイドの1つであるミリセチンも、PI3K/Akt経路を介して脳梗塞障害を軽減することが最近報告された。これらの背景から、フラボノイドにも薬理学的プレコンディショニング効果があることが予測されるため、本研究の着想に至った。 自然に存在して消化管から吸収されるフラボノイドの心筋虚血保護作用が解明されれば、心臓外科手術や虚血性心疾患を合併した患者の麻酔管理において新たな心筋保護戦略になることが期待される。

Outline of Final Research Achievements

We examined the hypothesis that flavonoid (myricetin) and one of flavonoid’s metabolites (S-equol) have preconditioning effects against myocardial ischemia-reperfusion injury in the isolated rat heart model. Our data showed that the left ventricular (LV) dp/dt max in the myricetin group was higher than that in the control group during postischemic reperfusion. The LV dp/dt max in the S-equol group during reperfusion was also greater than that in the control group. These effects were attenuated in the presence of a PI3K inhibitor. We demonstrated that flavonoid and its metabolite have cardioprotective effects against myocardial ischemia-reperfusion injury. Myocardial Akt phosphorylation is a possible mechanism by which flavonoids produce their cardioprotective effects.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

心筋の虚血-再灌流障害にはPI3K/Akt経路が関与しているとされる。果物や野菜の中に存在するフラボノイドにはPI3K/Akt経路を介した抗アポトーシス効果や脳梗塞障害軽減効果があることが報告されている。本研究では、フラボノイドの心筋虚血-再灌流障害に対する保護効果を解明することを目的とした。本研究の結果、フラボノイドであるミリセチンとフラボノイド代謝物であるエクオールに心筋保護効果が認められ、機序としてPI3K/Akt経路の関与が示唆された。心臓外科手術においてフラボノイドを使用する根拠が得られ、更に虚血性心疾患を合併した患者の麻酔管理においても新たな心筋保護戦略になることが期待される。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2023

All Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] The Cardioprotective Effects of S-equol for Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury is Related to PI3K/Akt Pathway in the Experimental Animal Model2023

    • Author(s)
      Mariko Yamada, Yosuke Nakadate, Akiko Kawakami, Keisuke Omiya, Takeshi Oguchi, Tanaka Makoto, Takashi Matsukawa
    • Organizer
      カナダ麻酔学会(Canadian Anesthesiologists’ Society Annual Meeting 2023 )
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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