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フェロトーシスを基軸とした心筋障害メカニズムの解明と治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K08426
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

井手 友美  九州大学, 医学研究院, 准教授 (90380625)

研究分担者 池田 昌隆  九州大学, 医学研究院, 助教 (10567382)
山田 健一  九州大学, 薬学研究院, 教授 (60346806)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードフェロトーシス / 脂質過酸化 / 心不全 / 心筋症 / ミトコンドリア / 心毒性 / 抗がん剤 / 薬剤性心筋症
研究開始時の研究の概要

がん治療の進歩とともに薬剤による心血管病の合併が予後やQOLを左右する。アントラサイクリンは最も使用される抗がん剤の1つであるが、その心筋障害の機序は未だ議論の対象であり有効な治療法もない。申請者らはドキソルビシンによる心筋傷害がGPx4低下と脂質過酸化を介したフェロトーシスが原因であることを示した。本研究は、①脂質ラジカルを介したドキソルビシン心筋症の分子機序の解明、および②有効な治療薬の同定と効果の検証、を目標とする。脂質ラジカル捕捉によりフェロトーシスの役割と分子機序を明らかにする。薬剤スクリーニング系を用いて既存薬から心筋細胞のフェロトーシスを抑制しうる薬剤を同定する。

研究成果の概要

フェロトーシスは鉄依存性に生じる細胞死として2012年にDixonらによって提唱されたプログラム細胞死である。本基盤研究により、我々は、ドキソルビシン心毒性におけるフェロトーシスの役割、誘導分子機序、そしてフェロトーシスを標的とした治療法の可能性について明らかにした。ドキソルビシンによる心筋障害では、ミトコンドリアDNAのコピー数依存にドキソルビシンがミトコンドリア内に蓄積し、ミトコンドリアにおけるヘムの合成障害に起因する鉄の過剰状態が原因となり、過酸化脂質が増加し、フェロトーシスによる心機能障害が生じることを明らかにした。さらに、アミノレブリン酸投与により予防できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アントラサイクリン系抗がん剤(代表薬剤:ドキソルビシン, DOX)は多様な癌腫に古くから用いられている抗がん剤であり、 現在でも卵巣癌, 乳がん, 悪性リンパ腫など多くの癌腫に対する標準治療薬である. しかし、DOXは総投与量依存性に心機能障害(心毒性)を生じ, その終末像であるドキソルビシン心筋症は極めて予後不良であることから, ドキソルビシン心毒性の病態の理解とその克服が目指されてきたが、今だ解決には至っていない。ドキソルビシンによる心筋傷害の分子機序の解明により治療ターゲットが明らかとなることで、多くの抗がん剤治療の患者が副作用としての心毒性を克服し、予後改善につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Doxorubicin causes ferroptosis and cardiotoxicity by intercalating into mitochondrial DNA and disrupting Alas1-dependent heme synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Abe Ko、Ikeda Masataka、Ide Tomomi、Tadokoro Tomonori、Miyamoto Hiroko Deguchi、Furusawa Shun、Tsutsui Yoshitomo、Miyake Ryo、Ishimaru Kosei、Watanabe Masatsugu、Matsushima Shouji、Koumura Tomoko、Yamada Ken-ichi、Imai Hirotaka、Tsutsui Hiroyuki
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 15 号: 758 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1126/scisignal.abn8017

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron Overload via Heme Degradation in?the Endoplasmic Reticulum Triggers Ferroptosis in Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury2022

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Hiroko Deguchi、Ikeda Masataka、Ide Tomomi、Tadokoro Tomonori、Furusawa Shun、Abe Ko、Ishimaru Kosei、Enzan Nobuyuki、Sada Masashi、Yamamoto Taishi、Matsushima Shouji、Koumura Tomoko、Yamada Ken-ichi、Imai Hirotaka、Tsutsui Hiroyuki
    • 雑誌名

      JACC: Basic to Translational Science

      巻: 7 号: 8 ページ: 800-819

    • DOI

      10.1016/j.jacbts.2022.03.012

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Excessive Hypoxia‐Inducible Factor‐1α Expression Induces Cardiac Rupture via p53‐Dependent Apoptosis After Myocardial Infarction2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Masataka、Ide Tomomi、Tadokoro Tomonori、Miyamoto Hiroko Deguchi、Ikeda Soichiro、Okabe Kosuke、Ishikita Akihito、Sato Midori、Abe Ko、Furusawa Shun、Ishimaru Kosei、Matsushima Shouji、Tsutsui Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Heart Association

      巻: 10 号: 17 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1161/jaha.121.020895

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GFAT2 mediates cardiac hypertrophy through HBP-O-GlcNAcylation-Akt pathway2021

    • 著者名/発表者名
      Ishikita Akihito、Matsushima Shouji、Ikeda Soichiro、Okabe Kosuke、Nishimura Ryohei、Tadokoro Tomonori、Enzan Nobuyuki、Yamamoto Taishi、Sada Masashi、Tsutsui Yoshitomo、Miyake Ryo、Ikeda Masataka、Ide Tomomi、Kinugawa Shintaro、Tsutsui Hiroyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 12 ページ: 103517-103517

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103517

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heart Rate Reduction with Ivabradine Prevents Cardiac Rupture after Myocardial Infarction in Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Masataka、Ide Tomomi、Furusawa Shun、Ishimaru Kosei、Tadokoro Tomonori、Miyamoto Hiroko Deguchi、Ikeda Soichiro、Okabe Kosuke、Ishikita Akihito、Abe Ko、Matsushima Shouji、Tsutsui Hiroyuki
    • 雑誌名

      Cardiovascular Drugs and Therapy

      巻: - 号: 2 ページ: 257-262

    • DOI

      10.1007/s10557-020-07123-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [産業財産権] アミノレブリン酸を用いたアントラサイクリン系抗がん剤による心筋症の予防法(毒性/副作用低減のための併用、合剤)2021

    • 発明者名
      池田昌隆 井手友美 筒井裕之 阿部巧
    • 権利者名
      池田昌隆 井手友美 筒井裕之 阿部巧
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-048209
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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