高脂肪低炭水化物食による心不全改善効果の検討：心機能と心筋代謝への影響の解明

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26461124
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 東口 治弘 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40436358)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 食事療法 / 高脂肪低炭水化物食 / 心肥大 / 心不全

研究実績の概要

心不全は心臓ポンプ機能の低下により全身に充分量の血液を供給できない状態であり、不全心筋細胞では主なエネルギー産生経路が脂質代謝から糖代謝に移行する。糖代謝は脂質代謝と比較しエネルギー産生量が少なく、不全心ではエネルギー産生量の低下によりさらに心機能の悪化を招く。エネルギー産生量を増加させ､心筋細胞に充分量のエネルギーを供給することが心機能を改善させる１つの治療法となりうる。高脂肪低炭水化物食は脂質代謝を再活性化させ､エネルギー産生量を増加させると報告されている。今回の研究では心不全発症マウスに高脂肪低炭水化物食を負荷することでエネルギー産生量を増加させ、心不全の発症、進展を抑制できないか検討している。
高脂肪低炭水化物食による心不全発症進展の抑制効果を検討するにあたり２種類の心不全発症モデルマウスを使用している。高血圧性心疾患モデルマウスと拡張型心筋症モデルマウスである。高脂肪低炭水化物食により高血圧性心疾患モデルマウスでは心肥大抑制、拡張型心筋症モデルマウスでは心機能保持効果を認めた。
現在は高脂肪低炭水化物食による心肥大抑制、心保護作用の分子機序の解明を行っている。これまでにミトコンドリア関連因子、糖代謝、脂質代謝に関与する遺伝子発現をqRT-PCRで検討した。現在までに普通食摂食群と高脂肪低炭水化物食摂食群で有意な差を認める遺伝子の発見には至っていない。今後、炎症関連因子に関しても検討する予定である。

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

高血圧心疾患モデルと拡張型心筋症モデルに高脂肪低炭水化物食を与え、それぞれのモデルマウスの心機能を評価した。両心疾患モデルで高脂肪低炭水化物食により心機能保持効果を確認した。
2年目は主に高脂肪低炭水化物食の心臓保護効果の分子機序を明らかにするため、qRT-PCRで種々の発現を検討した。現在までに明らかな差異を認める遺伝子の発見には至っていない。
機序の解明には至っていないが概ね当初の予定通り実験は進められており、実験経過は順調と考える。

今後の研究の推進方策

通常食と治療食を比較し、明らかな差異を示す遺伝子の発見に至っていない。最終年度は代謝産物の差異に注目して実験を進めていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

最終年度は､高脂肪低炭水化物による心肥大抑制効果と心機能保持効果の分子機序の解明に焦点を絞り実験を行う予定である。そのために、これまでの2年間と同様マウスの購入、飼育費用に加え、ラット心筋細胞を用いたin vitroの実験を行う。
また研究成果発表のため学会参加を予定している。

次年度使用額の使用計画

マウス、ラット購入飼育管理のために80万円計上する。分子機序解析のための実験試薬代に50万円計上する。研究成果発表のため、30万円計上する。

研究成果

• [雑誌論文] Notch activation enhances lineage commitment and protective signaling in cardiac progenitor cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Gude N, Joyo E, Toko H, Quijada P, Villanueva M, Hariharan N, Sacchi V, Truffa S, Joyo A, Voelkers M, Alvarez R, Sussman MA.
  • 雑誌名: Basic Res Cardiol 巻: 110 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s00395-015-0488-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quantitative Measurement of GPCR Endocytosis via Pulse-Chase Covalent Labeling. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kumagai H, Ikeda Y, Motozawa Y, Fujishiro M, Okamura T, Fujio K, Okazaki H, Nomura S, Takeda N, Harada M, Toko H, Takimoto E, Akazawa H, Morita H, Suzuki J, Yamazaki T, Yamamoto K, Komuro I, Yanagisawa M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0129394
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Monitoring β-arrestin recruitment via β-lactamase enzyme fragment complementation: purification of peptide E as a low-affinity ligand for mammalian bombesin receptors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Y, Kumagai H, Okazaki H, Fujishiro M, Motozawa Y, Nomura S, Takeda N, Toko H, Takimoto E, Akazawa H, Morita H, Suzuki J, Yamazaki T, Komuro I, Yanagisawa M.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0127445
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Deletion of low molecular weight protein tyrosine phosphatase (Acp1) protects against stress-induced cardiomyopathy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wade F, Quijada P, Al-Haffar KM, Awad SM, Kunhi M, Toko H, Marashly Q, Belhaj K, Zahid I, Al-Mohanna F, Stanford SM, Alvarez R, Liu Y, Colak D, Jordan MC, Roos KP, Assiri A, Al-Habeeb W, Sussman M, Bottini N, Poizat C.
  • 雑誌名: J Pathol 巻: 237 ページ: 482-94
  • DOI: 10.1002/path.4594
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著