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Elucidating the effect of low-carbohydrate diets containing plant-derived fat on heart failure: focusing on the lipid composition of the diets

Research Project

Project/Area Number 22K16096
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 53020:Cardiology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Bujo Satoshi  東京大学, 医学部附属病院, 特任研究員 (20931827)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords心不全 / 低炭水化物食 / 植物性脂質 / ステアリン酸 / PPARα
Outline of Research at the Start

現在、心不全に対する根本的治療法はなく、その発症および進展抑制が喫緊の課題である。しかし、いまだ心不全予防に適した食事は確立されていない。近年、心疾患危険因子を改善する低炭水化物食が注目されている。さらに、心血管系への効果に炭水化物の代わりに摂取する脂質の質が重要であり、高植物性脂質食で心血管死が減少することが大規模臨床試験で報告された。その詳細な機序は明らかではなく、本研究では「高植物性脂質食が心不全予防・治療食になりうるか」を分子生物学的手法を用いて解明し、心不全の新しい食事療法の基盤となる科学的根拠を確立する。

Outline of Final Research Achievements

This study focused on the differences in lipid composition that constitute low-carbohydrate diets (LCDs) aimed at improving risk factors for cardiovascular diseases. Specifically, it aimed to elucidate the effects of LCDs containing plant-derived fat, which have been reported in large clinical trials to reduce cardiovascular deaths in the heart using molecular biological methods.
Significantly, our study found that LCDs containing animal-derived fat exacerbated cardiac function in a murine pressure overload heart failure model, while those with plant-derived fat ameliorated it. Transcriptome and fatty acid composition analyses of murine hearts revealed that stearic acid, a key component in LCDs with plant-derived fat, activated the transcription factor PPARα. This activation enhanced fatty acid energy metabolism and regulated inflammation, effectively suppressing heart failure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

様々な臨床試験から心不全に適した食事療法の探索が続けられているが、分子生物学的な根拠に基づいた心不全予防・治療食の確立が喫緊の課題である。本研究は、これまで臨床試験で報告された高植物性脂質LCDの心疾患抑制効果の一端を、心不全モデルマウスを用いて科学的に解明した。今後の臨床応用への進展に資する成果であり、分子機序をさらに詳細に探索することで、心不全新規治療を目指した研究などへの展開も期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Low-carbohydrate diets containing plant-derived fat but not animal-derived fat ameliorate heart failure2023

    • Author(s)
      Bujo Satoshi、Toko Haruhiro、Ito Kaoru、Koyama Satoshi、Ishizuka Masato、Umei Masahiko、Yanagisawa-Murakami Haruka、Guo Jiaxi、Zhai Bowen、Zhao Chunxia、Kishikawa Risa、Takeda Norifumi、Tsushima Kensuke、Ikeda Yuichi、Takimoto Eiki、Morita Hiroyuki、Harada Mutsuo、Komuro Issei
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 3987-3987

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30821-7

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 高植物性脂質低炭水化物食は心臓のステアリン酸増加によるPPARα活性化を介して心不全を改善する2023

    • Author(s)
      武城怜史、東口治弘、伊藤薫、原田睦生、小室一成
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高植物性脂質低炭水化物食は心保護作用を有する-ステアリン酸による転写因子PPARα活性化に着目して-2022

    • Author(s)
      武城怜史、東口治弘、伊藤薫、石塚理人 、梅井正彦、郭嘉熙、テキ博文、岸川理紗、原田睦生、小室一成
    • Organizer
      第51回日本心脈管作動物質学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高植物性脂質食の心不全予防食への期待2022

    • Author(s)
      武城怜史、東口治弘、伊藤薫、原田睦生、小室一成
    • Organizer
      第20回日本機能性食品医用学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Low-carbohydrate diets containing plant-derived fat ameliorate heart failure through stearic acid-induced PPARα activation2022

    • Author(s)
      Satoshi Bujo, Haruhiro Toko, Kaoru Ito, Mutsuo Harada, Issei Komuro
    • Organizer
      第39回国際心臓研究学会日本部会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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