2020 Fiscal Year Research-status Report
エネルギー代謝変化は心臓のメカノエナジェティクスを変えて心不全治療へと導く
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18K11125
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| Research Institution | Gihu University of Medical Science |
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Principal Investigator |
小畑 孝二 岐阜医療科学大学, 薬学部, 准教授 (40378229)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 都 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (00033358)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 心臓 / エネルギー消費 / 収縮性 / 心機能 / 心不全 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目的は、心臓のエネルギー代謝を変えることで、左心室の収縮や拡張といった心機能を調節することはできるか、つまりエネルギー代謝の異常が心臓病を引き起こす原因となるかを明らかにすることである。はじめに、高血圧による圧負荷のみで心不全に至る自然発症高血圧ラット（SHR）と、同系統で肥満と糖尿病を発症するSHR/NDmc-cp（CP）の心臓を用いて、左心室の力学的エネルギー学的性質（メカノエナジェティクス）解析およびメタボローム解析を行うことによって、心臓のエネルギー代謝と心機能の調節メカニズムを検討した。また近年、心臓のエネルギー代謝の調節に関与することが報告されているスペルミジン（SP）をそれらの病態モデルラットに慢性投与した効果についても検討した。その結果、左心室重量比ではCP+SP群で増大しており、SPは心不全への移行を促進あるいは悪化させている可能性が示唆された。心筋組織のメタボローム解析の結果、ヒートマップでは各群間でかなり違いがみられた。具体的には、中心炭素代謝におけるグルコース代謝経路でGlucose 6-phosphate（G6P）およびFructose 1,6-diphosphate （F1,6P）は、正常群であるWKY群に比べ、SHR群およびCP群で明らかに増大していることが示された。しかし、データ量が膨大であり、現在詳細に解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
これまでSHRおよびSHR/NDmc-cp（CP）ラットの体重変化や血圧変化などのデータを採取し、心筋組織をメタボローム解析に外注し、その結果のデータを得ることができた。しかし、当初の予定ではラット摘出心臓の血液交叉灌流実験を行った後の心筋組織をメタボローム解析に用いるつもりであった。しかし、メタボローム解析に影響が出るとのことで、心臓のメカノエナジェティクスデータの採取は行うことができなかった。メタボローム解析結果は、膨大なデータであるため解析に時間を要する。本年度中に解析を済ませて、次のステップに移行するつもりでいたが、申請者本人の所属先の変更があり、また新型コロナウイルス感染症蔓延のため、様々なことが制限され、研究に関するすべてが思うようにできず、研究費の使用もできなかった。そこで、本年度に関して研究の進行は諦め、延長の申請を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在も研究を進めるのは厳しい状況であるが、できることから始めたい。そこで、メタボローム解析の結果の詳細な検討を行い、高血圧と脂質代謝異常による心臓のエネルギー代謝の変化に関わる代謝系や酵素系を見出す。次に、もし動物の購入や実験ができる準備が整えば、モデル動物を購入し、ラット摘出心臓の血液交叉灌流実験を行う。左心室メカノエナジェティクス解析により、収縮性や酸素消費との関わりを検討する。最終的に、左心室メカノエナジェティクス解析の結果とメタボローム解析の結果を組み合わせることで、新たな展開が開かれることを目指す。さらに、心筋の病理標本、血漿、心筋組織サンプルを用いて、組織学的および生化学的に解析を行うことで、分子レベルでの解析も同時に進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
本年は、所属先の異動や新型コロナ感染の蔓延によって、研究を思うように進められなかった。そのため、助成金の使用歴がない。次年度も厳しい状況は続くが、データの解析などの進められることから始める。また、新しい研究環境に移動したので、消耗品などの購入を予定している。また、学会活動や論文発表にも積極的に参加していく予定である。
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