Development of new therapeutic agents for heart failure targeting mitochondria: Possibility of DNA-bound polyamide

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07354
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 諸井 雅男 東邦大学, 医学部, 教授 (30256721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下條 信威 筑波大学, 医学医療系, 講師 (20462210) ; Jesmin Subrina 東邦大学, 医学部, 博士研究員 (60374261)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: ミトコンドリア / 心筋収縮細胞 / モリンガ・オレイフェラ

Outline of Annual Research Achievements

2023年度は、骨肉腫細胞や他の癌細胞in vivoの動物モデルおよびin vitro各種細胞モデル用いて、ミトコンドリア活性に著しい機能障害があることを示すモデルを用いて実験を行った。ミトコンドリアの機能低下は、骨肉腫細胞や癌細胞で報告されている。モリンガ・オレイフェラの葉エキスは、in vitroの骨肉腫および癌腫の細胞株およびモデル動物における骨肉腫および癌腫においてリアルタイムPCR、RNAシークエンシング、イムノブロッティング、ELIZA、フローサイトメトリーをおこなった。その結果、ミトコンドリア遺伝子の発現量、ミトコンドリアのタンパク量を有意に増加させた。また、モリンガの葉のエキスの様々な投与量を腫瘍細胞の様々な時期に検討した。RNAシークエンシングの結果、900以上の遺伝子が、モリンガの様々な投与量、様々な投与期間によって有意に遺伝子量が増加することがわかった。腫瘍細胞で有意に低下していたミトコンドリア量が有意に改善されていた。マクロファージにおけるミトコンドリアD遺伝子の増強に関しては、ポリアミドと同様の結果が得られたが、モリンガの葉エキスでは核に対する毒性は認められなかった。正常心筋細胞においてもモリンガの葉エキスは、ミトコンドリアDNAを増強させたがこれは、異なる用量で異なる時期に投与しても有意な効果を示した。我々の実験結果は、このモリンガ植物エキスが、in vivoおよびin vitroの両方で、正常細胞およびミトコンドリア機能障害細胞の両方において、核DNAに影響を与えることなく、正常なミトコンドリアDNAを誘導できるという仮説を支持する結果であった。ヒトのミトコンドリア機能障害患者においても、モリンガの葉エキスは投与後に臨床的および生化学的にミトコンドリア機能の改善を示唆する所見を得た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

私たちは、目標とするマイルストーンに沿って、計画された研究活動を行っている。プロジェクト予算と最初の2年間に利用可能な研究施設を適切に管理するために予定されている研究のスケジュールの進行はほぼ予定通りである。技術的な困難には直面していない。Covid-19パンデミックは多くのことに影響を与えたが、私たちはプロジェクトのすべての目標を優れた効率とインパクトをもってさらに注意深く実行した。研究を実施するための試薬はすべて揃えることができた。すべての実験は、時間経過および用量依存的にモリンガ・オレイフェラの葉のエキスが正常心筋細胞を始め様々な腫瘍細胞でミトコンドリア機能を増強させる可能性が示唆された。さらに姿位棒の核に対する有害事象は認めなかった。昨年度においては、モリンガの葉のエキスが、様々な投与時期と様々な投与量において、有効であり、かつ有害事象を認めなかった。現在は、結果のまとめについて論文作成の段階である。本研究費の残りは論文作成に関わる費用として次年度繰越を希望する。

Strategy for Future Research Activity

プロジェクトの4年目には、本研究資金で可能な範囲で結果をまとめ、公表することを予定している。本研究費はこの時点でなくなるために新たな研究費を獲得し、3年目までと同様に上記の実験設定を継続し、ヒトの症例研究とミトコンドリア機能障害のin vivo研究にさらに重点を置く。また、心不全モデルマウスにおけるモリンガの葉エキスがミトコンドリア機能を改善させるかどうかの検討を継続し、同時に遺伝子異常によるミトコンドリア機能障害モデルマウスの検討を予定している。そして、これらすべての設定において、モリンガ・オレイフェラの葉エキスの効果を様々な用量で様々な投与タイミングで検討する予定である。

Causes of Carryover

すべての予定された実験は終了し、論文作成、投稿の段階である。どこまでの内容で投稿するかについて著者全員の意見をまとめるのに少し時間を要し、そのための延長申請を行った。次年度は論文作成・投稿の費用として使用する予定である。