Development of novel therapy for heart failure targeting the crosstalk between amino acid and nucleotide metabolism

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K08452
• 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: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: Kouzu Hidemichi 札幌医科大学, 医学部, 助教 (60596609)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久野 篤史 札幌医科大学, 医学部, 教授 (30468079) ; 矢野 俊之 札幌医科大学, 医学部, 講師 (40444913)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 心不全 / 糖尿病 / 心筋代謝 / 核酸 / アミノ酸 / AMP deaminase

Outline of Final Research Achievements

We discovered that BCKDH, a rate-limiting enzyme in branched-chain amino acid metabolism, localizes not only to mitochondria but also outside mitochondria in cardiomyocytes and that AMPD3, a rate-limiting enzyme in the purine nucleotide cycle, regulates its activity. Furthermore, we found that the imbalanced expression of BCKDH and AMPD3 occurs in diabetic myocardium, which may contribute to impaired energy metabolism in diabetic hearts.

Free Research Field

心不全

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

心不全の病態形成において、BCAA代謝不全の関与が近年示唆されているが、その分子機序は明らかでない。本研究で見出した心筋細胞におけるBCAA代謝の新たな制御機構は、BCAA代謝を標的とした心不全の新規治療法の開発に寄与する可能性がある。高齢化社会を背景に心不全は増加の一途をたどり、治療法の限られた予後不良な疾患である。心不全の発症や重症化を予防する治療法の開発を目指した研究は、社会的意義も大きい。