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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Novel physiological function of heart in neonatal hypoglycemia

Research Project

Project/Area Number 21K06780
Research InstitutionNational Institute of Health Sciences

Principal Investigator

川岸 裕幸  国立医薬品食品衛生研究所, 薬理部, 室長 (30819082)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords心筋細胞 / 心臓 / 乳酸 / アドレナリン / 糖代謝
Outline of Annual Research Achievements

哺乳類は生後、胎盤循環が終了するとともに、低酸素や低血糖などのストレスに曝露される。ヒトの新生児は、母乳による栄養補給が始まるまで、生後数日は飢餓状態による低血糖になりやすい。このような低血糖ストレスに対する応答で中心的なはたらきをするのがアドレナリンである。アドレナリンが骨格筋や肝臓に作用することで糖新生を促し、糖代謝の恒常性を維持することは良く知られている。しかし近年、心臓においてもアドレナリン受容体を介したエネルギー代謝変容に関する研究が進んでいる。我々は、新生児マウスの心筋細胞にアドレナリンを添加すると、好気的条件下で急速に解糖系が亢進し、乳酸の細胞外分泌が誘導されることを見出した。この作用は、成体マウスの心筋細胞ではほとんど認められなかった。アドレナリンによる糖代謝亢進作用はβ受容体を介して生じており、また細胞内代謝物についてメタボロミクスの解析から、β受容体刺激により解糖系およびアミノ酸合成経路が活性化することが判明した。興味深いことに、β刺激による糖代謝亢進はグルコース非存在培地でも生じ、グルコースを起点とした糖代謝経路を阻害する2-deoxyglucoseを添加しても消失しなかったことから、細胞内のグリコーゲン分解を起点として生じることが示唆された。実際に、新生児マウスの心筋細胞のβ受容体を刺激することで、細胞内のグリコーゲン量が減少し、乳酸の細胞外分泌量が有意に増加した。続いて、この作用を制御する細胞内シグナル経路ついて解析を行った。薬理学的解析の結果、β受容体の主要な下流シグナル経路であるcAMP-PKA系とは別のシグナル因子であるEpacが重要なはたらきをもつ可能性が示された。
以上の結果から、新生児マウスの心筋細胞は、β受容体刺激によってcAMP-PKA非依存的にグリコーゲン分解を亢進し、乳酸を細胞外に分泌することが示された。

  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Regeneration of Nonhuman Primate Hearts With Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiac Spheroids2024

    • Author(s)
      Kobayashi Hideki、Tohyama Shugo、Ichimura Hajime、Ohashi Noburo、Chino Shuji、Soma Yusuke、Tani Hidenori、Tanaka Yuki、Yang Xiao、Shiba Naoko、Kadota Shin、... Kawagishi Hiroyuki、Yamada Mitsuhiko、Narita Kazumasa、Naito Takafumi、Seto Tatsuichiro、Kuwahara Koichiro、Shiba Yuji、Fukuda Keiichi
    • Journal Title

      Circulation

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1161/CIRCULATIONAHA.123.064876

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Drug Development Using Human iPSC-Derived Cardiomyocytes and Future Perspectives2024

    • Author(s)
      Kawagishi Hiroyuki、Yanagida Shota、Kanda Yasunari
    • Journal Title

      Biomedical Sciences

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1016/b978-0-323-95488-4.00078-4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アンジオテンシンIIの新生児・乳児期特異的心臓作用の発見から小児心不全治療薬へ2024

    • Author(s)
      川岸裕幸,中島岳郎,Risa Ramadhiani,中田勉,冨田拓郎,諫田泰成,江本憲昭,山田充彦
    • Organizer
      第33回日本循環薬理学会
  • [Presentation] アンジオテンシン受容体バイアスアゴニストの小児心不全治療薬としての有効性および安全性の非臨床評価2024

    • Author(s)
      川岸裕幸,中嶌岳郎,諫田泰成,山田充彦
    • Organizer
      第15回日本安全性薬理研究会学術年会
  • [Presentation] アンジオテンシン受容体を標的とした新生児・乳児心不全治療薬の開発2024

    • Author(s)
      川岸裕幸,中島岳郎,Risa Ramadhiani,中田勉,冨田拓郎,諫田泰成,江本憲昭,山田充彦
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 液性因子による新生児期特有の生理作用と その制御機構の探索2023

    • Author(s)
      川岸裕幸
    • Organizer
      第46回日本基礎老化学会大会
  • [Presentation] Assessment of Cardiac Contractility Using Aligned Human iPS Cell-Derived Cardiomyocytes2023

    • Author(s)
      Hiroyuki Kawagishi,Ayano Satsuka,Shota Yanagita,Naoya Hirata,Yasunari Kanda
    • Organizer
      2023 Safety Pharmacology Society (SPS) ANNUAL MEETING
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新生児・乳児期心不全治療薬としてのβアレスチンバイアスAT1受容体アゴニストの有効性と安全性のメカニズム2023

    • Author(s)
      川岸裕幸,中島岳郎,松岡大輔,中田勉,冨田拓郎,諫田泰成,山田充彦
    • Organizer
      第97回日本薬理学年会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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