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Molecular mechanisms of hypoxic response-dependent tryptophan metabolism in the treatment of SIMD (sepsis-induced myocardial dysfunction)

Research Project

Project/Area Number 20K09229
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research InstitutionGunma Institute of Public Health and Environmental Sciences

Principal Investigator

Minamishima Shizuka  群馬県衛生環境研究所, 研究企画係, 研究員 (20622088)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 南嶋 洋司  群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (20593966)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsキヌレン酸 / キヌレニン経路 / HIF-PH阻害薬 / PHD阻害剤 / HIF / 低酸素 / 低酸素応答 / 敗血症性ショック / KATⅡ阻害剤 / 敗血症性心筋障害 / トリプトファン代謝 / 敗血症性心筋症
Outline of Research at the Start

癌や貧血だけではなく、様々な疾患の病態には低酸素応答が密接に関与している。本年のノーベル生理学・医学賞が低酸素応答の研究者に授与されたように、低酸素応答の分子メカニズムはその重要性が広く認識された研究領域であり、その知見の様々な疾患・病態の治療への応用が期待されている。申請者の研究グループは、低酸素応答を標的とした腎性貧血、乳酸アシドーシスなどの新規治療法の開発について報告してきたが、本研究では、低酸素応答を介したトリプトファン代謝経路(キヌレニン経路)の敗血症性心筋障害治療への応用と、そのための詳細な分子メカニズムの解明を目標としたい。

Outline of Final Research Achievements

Septic shock is a severe condition that is closely associated with poor prognosis in septic patients.
In this study, we show that activation of hypoxic response in vivo can reduce sepsis-induced myocardial dysfunction (SIMD) and improve survival in septic shock via increased production of kynurenine, an intermediate metabolite in the metabolic pathway of tryptophan, an essential amino acid.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

敗血症性ショックは、急性循環不全による多臓器障害から死に至らしめる敗血症の重篤な病態のひとつであり、敗血症患者の不良な予後と密接に関連のある病態である。その原因として、敗血症性ショックには血管内容量減少によるものと敗血症性心筋障害 (SIMD; sepsis-induced myocardial dysfunction)によるものとが混在していることが挙げられる。
本研究において我々は、生体の低酸素応答の活性化が必須アミノ酸であるトリプトファンの代謝経路の中間代謝産物キヌレニンの産生上昇を介して敗血症性心筋障害を軽減し、敗血症性ショックの生存率を改善できることを明らかにした。

Report

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

    (5 results)

All 2022

All Journal Article (2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] 低酸素生物学の新展開【総論 低酸素応答研究のこれまでとこれから】2022

    • Author(s)
      南嶋 洋司
    • Journal Title

      細胞

      Volume: 54 Pages: 354-355

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] 特集 腎性貧血:HIF-PH阻害薬への期待と課題 【各論】 HIF-PH阻害薬とESAの相違点 HIF-PH阻害の分子機構2022

    • Author(s)
      南嶋 洋司
    • Journal Title

      腎と透析

      Volume: 93 Pages: 171-177

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] HIFを介した低酸素応答の分子メカニズム2022

    • Author(s)
      南嶋 洋司
    • Organizer
      第46回日本鉄バイオサイエンス学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 酸素濃度依存的プロリン水酸化とユビキチン-プロテアソーム系蛋白分解による低酸素応答の制御2022

    • Author(s)
      南嶋 洋司
    • Organizer
      第95回日本生化学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 肺癌微小環境での低酸素応答と腫瘍免疫2022

    • Author(s)
      南嶋 洋司
    • Organizer
      第63回日本肺癌学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited

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

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