ミトコンドリア制御蛋白を介した心筋保護機構の解明および新規治療法の開発

阐明线粒体调节蛋白介导的心肌保护机制并开发新的治疗方法

基本信息

批准号：
21K08134
负责人：
遠藤仁
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08134/
关键词：
ミトコンドリアドキソルビシンフェロトーシス GPX4 心毒性

项目摘要

MARCH5は、ミトコンドリアに局在する多機能なユビキチンリガーゼで、ミトンドリアの品質管理や機能制御に重要な役割を担う。しかし、心臓における生理的な意義また病態形成への寄与については全く解明されていない。本研究では、MARCH5の心臓における病態生理学的役割をアントラサイクリン系抗癌剤DOXによる心筋傷害を軸に解明し、MARCH5活性制御による新たな治療法の開発を目指す。心筋培養細胞では、DOXによってMARCH5の蛋白量が有意に低下した。MARCH5のsiRNA KDによっても心筋細胞死は誘導され、フェロトーシス阻害剤で選択的に救済できるため、MARCH5は心筋細胞をフェロトーシス細胞死から保護する役割があることが示された。MARCH5 KD細胞では過剰な過酸化脂質の蓄積がみられ、フェロトーシスの鍵分子GPX4の発現が著明に低下していた。同時に還元型グルタチオンGSHがMARCH5の低下に伴い減少しており、GSHを補充することでGPX4が回復したことからGSHはGPX4の発現を調整していると考えられた。in vivoにおいても、野生型マウスにDOXを投与するとMARCH5およびGPX4の発現が低下した。MARCH5 inducible cardiac KO (icKO)マウスを作成したが、KOだけでは生存率や心機能にコントロールと差は見られなかった。MARCH5 icKOマウスにDOX投与を行なったところ、野生型に比べMARCH5 icKOマウスは脆弱性を示し、心機能の増悪が顕著であった。

March5是一种局限于线粒体的多功能泛素连接酶，在线粒体的质量控制和功能控制中起着重要作用。但是，根本没有阐明心脏的生理意义及其对病理发展的贡献。在这项研究中，我们将阐明March5在心脏中的病理生理作用，重点是由蒽环类药物抗癌药物DOX引起的心肌损伤，并旨在通过控制March5活动来开发一种新的治疗方法。在心肌培养的细胞中，DOX显着降低了三月蛋白的量。已显示3月5日在保护心肌细胞免受铁染色细胞死亡中起作用，因为siRNA KD在3月5日也可以诱导心肌细胞死亡，并可以通过铁毒性抑制剂有选择地营救。在3月5 kD细胞中观察到脂质过氧化脂蛋白的过度积累，并且高凋亡的关键分子GPX4的表达显着降低。同时，减少的谷胱甘肽GSH随3月5日的降低而减少，并且通过补充GSH来恢复GPX4，因此人们认为GSH可以调节GPX4的表达。即使在体内，对野生型小鼠的DOX给药也降低了March5和gpx4的表达。创建了三月诱导的心脏KO（ICKO）小鼠，但仅使用KO观察到生存率或心脏功能的差异。当将DOX施用到March5 Icko小鼠中时，与野生型相比，March5 Icko小鼠显示出脆弱性，并且心脏功能明显恶化。