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心臓エネルギー代謝の頑健性とその破綻のメカニズムの統合的解明

公募研究

研究領域統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
研究課題/領域番号 25136709
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関京都大学

研究代表者

塩井 哲雄  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50360095)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2013年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード循環器・高血圧 / 内科 / 栄養学 / 遺伝子 / メタボローム / シミュレーション医学 / シミュレーション工学
研究実績の概要

心臓は個体の生存を維持するために電気的に興奮し拍動し続ける必要がある。この心臓電気的活動の頑健性(ロバストネス)は、心臓エネルギー代謝の頑健性と有機的に関連し維持されている。心臓の頑健性が破綻した状態である心不全においては、エネルギー代謝関連遺伝子の全般的発現低下が見られる。このような遺伝子発現変化は、飢餓状態やインスリン・シグナルの低下によっても引き起こされる。
応募者は、心不全の進行過程において、全身の低栄養から心臓へのエネルギー基質供給が低下することにより、心臓の飢餓応答としてエネルギー代謝関連遺伝子の全般的低下が起こり、これがイオンチャネルなどへのエネルギー供給を低下させ、心不全悪化につながるとの仮説を立てた。本応募課題において、この仮説を分子レベルから臓器レベルまで多階層にわたり検討した。主にマウスを絶食にしたモデルを解析した。前年度には体重、臓器重量を測定し、心臓における遺伝子発現をマイクロアレーで、代謝産物量をメタボローム解析で網羅的に測定した。
平成26年度には心機能の調節には、心臓以外の臓器の代謝も重要であると考え、主要代謝臓器である、骨格筋および肝臓について遺伝子発現をマイクロアレーで、代謝産物量をメタボローム解析で網羅的に測定した。また血液中の代謝産物量をメタボローム解析で測定した。血液、心臓、肝臓、骨格筋の代謝産物量は絶食において、それぞれ特徴的な変化を示した。また、心臓、肝臓、骨格筋の遺伝子発現を解析し、絶食に対して共通して変化する遺伝子群、または、臓器特異的に変化する遺伝子群を同定した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013

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 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Relationships between nutritional status and markers of congestion in patients with pulmonary arterial hypertension2015

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto A, Kato T, Minamino-Muta E, Okano Y, Shioi T, Kimura T
    • 雑誌名

      Int J Cardiol.

      巻: 187 ページ: 27-28

    • NAID

      120006305980

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of technetium-99m sestamibi signals in rats administered a mitochondrial uncoupler and in a rat model of heart failure2015

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto A, Kato T, Shioi T, Okuda J, Kawashima T. Tamaki Y, Niizuma S, Tanada Y, Takemura G, Narazaki M, Matsuda T, Kimura T
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 10 号: 1 ページ: e0117091-e0117091

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0117091

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhanced cardiac Akt/protein kinase B signaling contributes to pathological cardiac hypertrophy in part by impairing mitochondrial function via transcriptional repression of mitochondrion-targeted nuclear genes2014

    • 著者名/発表者名
      Wende AR, O'Neill BT, Bugger H, Riehle C, Tuinei J, Buchanan J, Tsushima K, Wang L, Caro P, Guo A, Sloan C, Kim BJ, Wang X, Pereira RO, McCrory MA, Nye BG, Benavides GA, Darley-Usmar VM, Shioi T, Weimer BC, Abel ED
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol.

      巻: 35 号: 5 ページ: 831-846

    • DOI

      10.1128/mcb.01109-14

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Persistent overexpression of phosphoglycerate mutase, a glycolytic enzyme, modifies energy metabolism and reduces stress resistance of heart in mice2013

    • 著者名/発表者名
      Okuda, J., Niizuma, S., Shioi, T., Kato, T., Inuzuka, Y., Kawashima, T., Tamaki, Y., Kawamoto, A., Tanada, Y., Iwanaga, Y., Narazaki, M., Matsuda, T., Adachi, S., Soga, T., Takemura, G., Kondoh, H., Kita, T., Kimura, T.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8 号: 8 ページ: e72173-e72173

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0072173

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metastasis-associated protein, S100A4 mediates cardiac fibrosis potentially through the modulation of p53 in cardiac fibroblasts2013

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Y, Iwanaga Y, Niizuma S, Kawashima T, Kato T, Inuzuka Y, Horie T, Morooka H, Takase T, Akahashi Y, Kobuke K, Ono K, Shioi T, Sheikh SP, Ambartsumian N, Lukanidin E, Koshimizu TA, Miyazaki S, Kimura T
    • 雑誌名

      J Mol Cell Cardiol

      巻: 57 ページ: 72-81

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2013.01.007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A metabolic profile of fasted mice2015

    • 著者名/発表者名
      牟田恵理, 棚田洋平, 加藤貴雄, 木村剛, 塩井哲雄
    • 学会等名
      新学術領域「統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用」最終成果報告会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A metabolic profile of fasted mice2014

    • 著者名/発表者名
      塩井哲雄, 棚田洋平, 牟田恵理, 加藤貴雄, 木村剛
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 心臓エネルギー代謝の頑健性とその破綻のメカニズムの統合的解明2014

    • 著者名/発表者名
      塩井哲雄
    • 学会等名
      新学術領域「統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用」第9回(平成26年度第1回)領域全体会議・研究報告会
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Branched-chain amino acids prevent heart failure in rats2014

    • 著者名/発表者名
      Tanada Y, Shioi T, Kawamoto A, Okuda J, Kimura T
    • 学会等名
      International academy of cardiology, 19th world congress on heart disease
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2014-07-25 – 2014-07-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Branched-chain amino acids ameliorate heart failure in rats2013

    • 著者名/発表者名
      Tanada Y, Shioi T, Kawamoto A, Okuda J, Kimura T
    • 学会等名
      The 85th Scientific Sessions of American Heart Association
    • 発表場所
      Dallas, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Branched–chain amino acids prevent heart failure in rats2013

    • 著者名/発表者名
      Tanada Y, Shioi T, Kawamoto A, Okuda J, Kimura T
    • 学会等名
      Gordon Reseach Conferences, Biology of Aging
    • 発表場所
      Lucca, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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