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糖尿病性心筋症における早期診断バイオマーカーと治療法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K17081
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

長尾 学  神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (70866029)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードグルタミノリシス / 心筋代謝 / 糖尿病性心筋症 / 心不全 / 心筋代謝リモデリング / グルタミン代謝 / 心臓リモデリング / 2型糖尿病 / グルタミン
研究開始時の研究の概要

糖尿病患者の心不全発症リスクは、非糖尿病患者に比べ、男性で2倍、女性で5倍を超えると報告されており、2型糖尿病に限れば、75歳未満では心不全のリスクは約3倍、75歳~84歳では2倍となるという報告もある。2型糖尿病と心不全は密接な関係にあり、合併した場合は予後を相加的に増悪させる。今後さらに、超高齢化社会へと向かう我が国において、糖尿病、心不全はますますの増加が見込まれるており、これら2大疾病に関わる糖尿病性心筋症に対する新たな診断法・治療法の構築は、個々の患者の予後・QOLの改善のみならず、医療経済の観点からも多大な恩恵をもたらすことが予測され、極めて重要な課題である。

研究成果の概要

グルタミンは血中に最も豊富に存在するアミノ酸で“グルタミノリシス”と呼ばれる代謝経路を通して、生体の主要なエネルギー産生系であるTCAサイクルへ、α-ケトグルタル酸を補填している。本研究ではAdipo-PDK1KOマウスをモデル動物として用い、糖尿病性心筋症におけるグルタミノリシスの制御機構の解明を試みた。同マウスは心肥大と心筋インスリン抵抗性を示し、心臓組織中のグルタミンおよびその代謝物は、野生型マウスに比し、有意に増加していた。一方、グルタミンの安定同位体を用いた実験からは心臓におけるグルタミン利用の亢進は認めず、グルタミノリシスの薬理的阻害は心肥大を改善しなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がん細胞は、グルタミンをエネルギー源としてのみでなく、細胞増殖に必要な核酸やタンパク質合成のための炭素・窒素の供給源として利用するため、グルタミンに強く依存することがわかっている。一方、インスリン抵抗性により、糖利用が障害された心筋におけるグルタミン代謝機構や役割については不明である。本研究では糖尿病性心筋症におけるグルタミン代謝機構を解明することで、糖尿病を基盤とした心不全の新たなバイオマーカーや治療法の開発を試みた。予想に反し、グルタミンの同病態への直接的な関与は証明できなかったが、心筋代謝に注目した研究は来るべき心不全パンデミックの抑止に繋がる可能性を持つ、意義深い研究であると考える。

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

    (9件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Inhibition of glutaminase 1-mediated glutaminolysis improves pathological cardiac remodeling2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Sachiko、Nagao Manabu、Toh Ryuji、Shinohara Masakazu、Iino Takuya、Irino Yasuhiro、Nishimori Makoto、Tanaka Hidekazu、Satomi-Kobayashi Seimi、Ishida Tatsuro、Hirata Ken-Ichi
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology

      巻: 322 号: 5 ページ: H749-H761

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00692.2021

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical role of glutamine metabolism in cardiomyocytes under oxidative stress2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Koichi、Nagao Manabu、Toh Ryuji、Irino Yasuhiro、Shinohara Masakazu、Iino Takuya、Yoshikawa Sachiko、Tanaka Hidekazu、Satomi-Kobayashi Seimi、Ishida Tatsuro、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 534 ページ: 687-693

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.018

    • NAID

      120006954850

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Inhibition of glutaminase1-dependent glutaminolysis improves pathological cardiac remodeling2022

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Yoshikawa, Manabu Nagao, Ryuji Toh, Masakazu Shinohara, Takuya Iino, Makoto Nishimori, Yasuhiro Irino, Hidekazu Tanaka, Seimi Satomi-Kobayashi, Tatsuro Ishida, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Inhibition of Glutaminase1-dependent Glutaminolysis Improves Pathological Cardiac Remodeling2021

    • 著者名/発表者名
      吉川 祥子*、長尾 学、杜 隆嗣、篠原 正和、飯野 琢也、西森 誠、入野 康宏、田中 秀和、小林 成美、石田 達郎、平田 健一
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Inhibition of glutaminase1-mediated glutaminolysis ameliorates angiotensin II-induced cardiac remodeling2021

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Yoshikawa, Manabu Nagao, Ryuji Toh, Masakazu Shinohara, Takuya Iino, Hidekazu Tanaka, Seimi Satomi-Kobayashi, Tatsuro Ishida, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Inhibition of glutamine anaplerosis improves AngⅡ-induced cardiac remodeling2020

    • 著者名/発表者名
      吉川祥子
    • 学会等名
      Cardiovascular and metabolic week2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Crucial Role of Cardiac Glutamine Metabolism under Oxidative Stress2020

    • 著者名/発表者名
      長尾 学
    • 学会等名
      Cardiovascular and metabolic week2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Critical roles of glutamine metabolism in failing heart2020

    • 著者名/発表者名
      長尾 学
    • 学会等名
      Cardiovascular and metabolic week2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Critical Role of Cardiac Glutamine Metabolism under Oxidative Stress2020

    • 著者名/発表者名
      長尾 学
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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