Analysis of molecular mechanism of pyruvate-starved induced cell death under high-glucose conditions

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K16127
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• Principal Investigator: YAKO Hideji 公益財団法人東京都医学総合研究所, 疾患制御研究分野, 研究員 (00768880)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 外因性ピルビン酸 / TCAサイクル / 解糖系 / 高グルコース / 細胞死

Outline of Final Research Achievements

This study was aimed to elucidate the mechanism of pyruvate-starved induced IMS32 Schwann cell death under high-glucose (15 mM) conditions. Pyruvate starvation failed to increase poly ADP ribosylation of GAPDH and ATF4, enhance caspase 3/7 activity, translocate AIF into nuclei under hyperglycemia; whereas the starvation decreased pyruvate dehydrogenase activity and levels of ATP, NAD and NADH. These results imply that the cell death results from energy depletion, indicating that pyruvate starvation induced necrosis-like Schwann cell death under high-glucose conditions.

Free Research Field

神経細胞生物学、病態生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

糖尿病性神経障害は糖尿病慢性合併症のうち最も早期に出現し、その頻度も高いと推定されている。しかしながら、成因に基づいた効果的な治療法は乏しく、血糖コントロールに勝る治療はない。糖尿病モデル動物にピルビン酸を投与すると網膜症、腎症を改善することが報告されている。本研究結果から、高グルコース環境において、ピルビン酸は末梢神経を構成するシュワン細胞の機能維持に重要であることが示唆され、糖尿病性神経障害の新規治療薬としての有用性が期待される。