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心臓の生理的ROSシグナリングと心不全の過剰酸化ストレスの関係

研究課題

研究課題/領域番号 22K16125
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
研究機関旭川医科大学

研究代表者

千葉 弓子  旭川医科大学, 医学部, 助教 (70835777)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード糖尿病性心筋症 / ROS / 心不全 / 機械的負荷 / TRPC3 / NOX2 / 酸化ストレス / 肥満
研究開始時の研究の概要

活性酸素種(Reactive Oxygen Species: ROS)は心臓に対する慢性的な圧/容量負荷時の心筋リモデリング~心不全発症に関わる因子の一つであると同時に生体に必要な生理活性物質でもある。しかし、心臓の機械的負荷に対応するための生理的なROSと慢性的な負荷によって発症する病的なROSの関連は明らかではない。本研究では両者を繋ぐ鍵として、心筋の慢性的な機械的負荷時のROS産生に関わるtransient receptor potential canonical 3(TRPC3)に着目し、生理的ROSと病的なROSの関連から見た心不全発症メカニズムの新たな側面を明らかにする。

研究実績の概要

心不全の発症要因として高血圧のような心筋の慢性的な力学負荷によって誘発される酸化ストレスが挙げられる。心筋細胞を一時的に急性伸展刺激をすると酸化ストレスの要因となる活性酸素種(Reactive Oxygen Species: ROS)が産生されることが知られているが、この伸展誘発性ROSが過剰に産生されることで、心不全などの病態を惹起しているのではないかと考えた。
糖尿病患者は非糖尿病患者に比べ心不全の発症率が高いことから、Diet induced obesity(DIO)マウスの心筋の伸展誘発性ROS産生を調べたところ、有意に増加していた。さらに詳細に解析したところ、伸展誘発性ROS産生の増加は高血糖由来ではなく、臓器間ネットワークを介し伸展誘発性ROSが増加していたことが示唆された。
心筋の伸展誘発性ROS産生はNOX2由来であることが分かっており、今後NOX2 KOマウスなどを用いて生理的なROSが病的ROSになるメカニズムを探索する予定である。
また、伸展誘発性のROSはパネキシンチャネルが伸展刺激を感知しATPが放出することで、そのATPがP2Y-PLC-TRPC3-NOX2 pathwayを活性化させ、産生されることが明らかとなった。伸展誘発性のROSは心筋収縮性維持の為の生理的なROSであることも解明された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

高血糖により病的なROSが増加すると当初想定していたが、伸展誘発性ROSの増加は臓器間ネットワークを介したものであることが明らかとなった。また、伸展誘発性ROSを産生するNOX2を欠損させたマウスも順調に増えており、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。

今後の研究の推進方策

心筋において伸展誘発性ROSを産生させるNOX2を欠損させたマウスを用いて、伸展誘発性ROS産生が抑制された場合の糖尿病性の心筋症について解析予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Stretch‐induced reactive oxygen species contribute to the Frank-Starling mechanism2023

    • 著者名/発表者名
      Kaihara Keiko、Kai Hiroaki、Chiba Yumiko、Naruse Keiji、Iribe Gentaro
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: - 号: 18 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1113/jp284283

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 心筋の伸展刺激誘発性ROS産生のメカノトランスダクション2024

    • 著者名/発表者名
      千葉弓子、貝原恵子、入部玄太郎
    • 学会等名
      第63回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] SGLT2阻害薬は心臓の機械的負荷由来の酸化ストレスを制御する2023

    • 著者名/発表者名
      千葉弓子、金井秀太、板倉正道、入部玄太郎
    • 学会等名
      第44回 日本循環制御医学会 総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 高脂肪食負荷マウスでは臓器間ネットワークを介して心筋の機械的負荷誘発性ROS産生を増強する2023

    • 著者名/発表者名
      千葉弓子、入部玄太郎
    • 学会等名
      第103回 日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 高脂肪食負荷により心筋細胞の急性伸展誘発性ROS産生は増加する2023

    • 著者名/発表者名
      千葉弓子、入部玄太郎
    • 学会等名
      第101回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Myocardial acute stretch-induced increase in ROS production is mediated by sodium myoinositol cotransporter 12022

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Chiba, Shuta Kanai, Masamichi Itakura, Gentaro Iribe
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SGLT2阻害薬はSMIT1を介して心筋の急性伸展刺激誘発性ROS産生を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      千葉弓子、金井秀太、板倉正道、入部玄太郎
    • 学会等名
      第102回 日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 月刊 細胞2023

    • 著者名/発表者名
      千葉弓子、入部玄太郎
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      ニュー・サイエンス社
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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