Roles of mitochondrial calcium uptake in diastolic dysfunction in the hearts with diabetes mellitus

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08507
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53020:Cardiology-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: SHINDOH Chiyohiko 東北大学, 医学系研究科, 名誉教授 (10216228)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三浦 昌人 東北大学, 医学系研究科, 教授 (30302110)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 拡張障害 / 糖尿病 / ミトコンドリア

Outline of Final Research Achievements

In the patients with diabetes mellitus (DM), mitochondrial calcium uptake through mitochondrial calcium uniporter (MCU) is decreased, and left ventricular (LV) diastolic function is disturbed. Thus, we investigated whether a decrease in mitochondrial calcium uptake due to an increase in blood glucose is involved in the LV diastolic dysfunction. In the present study, we obtained the following results: 1) an elevation of glucose increased arrhythmia susceptibility and decreased muscle contraction, 2) MCU expression was decreased, and diastolic function was disturbed in the myocardium of DM rats. These results suggest that mitochondrial calcium uptake may become a potential therapeutic target for diastolic dysfunction in the patients with DM.

Free Research Field

循環器内科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

2011年にミトコンドリア・カルシウム・ユニポーターMCUタンパクが特定されて以来、その制御因子を含めたミトコンドリア内へのカルシウム流入に関する研究が急速に進んでいる。このミトコンドリア内カルシウムがATP産生に関与すること、ミトコンドリア膜透過性遷移孔の開口による細胞死に関与することなど多くのことが明らかになりつつある。その一方で、臨床的には人口の高齢化により糖尿病患者の増加、拡張障害による心不全患者の増加が問題となっている。本研究は糖尿病におけるミトコンドリア内へのカルシウム流入の低下が心筋の拡張障害に関与することを示唆するものであり、これまでの国内外の研究を結びつけるものである。