The involvement of ketone bodies and natriuretic peptides in cardiac energy metabolism

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K16038
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53020:Cardiology-related
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: Kashiwagi Yusuke 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (70814101)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ケトン体 / ナトリウム利尿ペプチド / 心不全 / インスリン抵抗性 / 心臓エネルギー代謝

Outline of Final Research Achievements

In the clinical research, we first demonstrated that blood NP levels in heart failure patients strongly correlate with ketone body levels. Furthermore, in patients with chronic heart failure, we showed that angiotensin receptor neprilysin inhibitors (ARNI) play an important role to improve insulin resistance as natriuretic peptide (NP) supplementation therapy. In animal studies, continuous administration of NPs in a high-fat diet-fed (HFD) obese mouse model ameliorated fatty liver and improved systemic insulin resistance via re-browning of whitened BAT. Locally in the heart, we demonstrated that NPs reduce fatty acid overload to mitochondria and improve insulin resistance.

Free Research Field

循環器内科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

心不全では体内でケトン体の産生亢進が生じるが、このケトン体による心保護効果に近年注目が集まっている。本研究により、アンジオテンシン受容体ネプリライシン阻害薬(ARNI)をはじめとしたNP補充療法は、重症心不全時にケトン体産生を介した心保護作用を発揮する可能性が示唆された。また、インスリン抵抗性は心不全の発症、進展と密接に関与している。本研究は、NP補充療法が心不全患者に対するインスリン抵抗性改善を介したあらたな治療手段となりうることを示した。