AMPデアミナーゼ活性制御機構の解明と糖尿病性心筋症治療への応用

AMP脱氨酶活性控制机制的阐明及其在糖尿病心肌病治疗中的应用

• 批准号: 21K08110
• 负责人: 丹野 雅也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Sapporo Medical 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-21K08110/
• 关键词: 糖尿病性心筋症; AMPデアミナーゼ; ミトコンドリア近接小胞体膜; ミトコンドリア; AMPD3; MAM; mitochondria; diabetic cardiomyopathy

我々は以前、肥満インスリン抵抗性2型糖尿病モデルラット（OLETF）において心筋AMPデアミナーゼ（AMPD）の活性亢進が拡張機能障害に寄与することを報告した。本研究ではミトコンドリア近接小胞体膜（MAM）におけるAMPDの役割について検討した。OLETFまたは非糖尿病対照ラット（LETO）の左室心筋組織を細胞分画しラット心筋主要アイソフォームであるAMPD3蛋白レベルを定量したところ、全長型90-kDa AMPD3のMAMにおける発現レベルはOLETFにおいてLETOより有意に高値であった。次に電子顕微鏡で観察したMAM領域の形成はOLETFにおいてLETOよりも優位に増加しており、また、圧負荷下の左室心筋ミトコンドリアCa2+濃度はOLETFにおいてLETOよりも有意に高かった。HEK293細胞におけるミトコンドリアCa2+濃度はFLAG-AMPD3過剰発現により有意に上昇し、MAM形成も促進された。さらにミトコンドリア透過性遷移孔開孔閾値の指標であるミトコンドリアCa2+取り込み能（CRC）はOLETFの左室心筋ミトコンドリアにおいてLETOよりも有意に低く、同様にH9c2細胞やHEK293細胞において、FLAG-AMPD3の過剰発現によりCRCは有意に低下した。最後にHEK293細胞ミトコンドリアにおいてstate 3呼吸および最大呼吸はFLAG-AMPD3の過剰発現により有意に低下した。これらの成績からAMPD3は心筋細胞においてMAM形成を促進すること、および2型糖尿病を合併する心臓においてMAMに局在するAMPD3の発現増加はミトコンドリアCa2+過負荷とミトコンドリア呼吸鎖機能障害を介して糖尿病性心筋症の発症進展に寄与することが示された。

我们之前报道过，心肌 AMP 脱氨酶 (AMPD) 的过度活跃会导致肥胖胰岛素抵抗 2 型糖尿病模型大鼠 (OLETF) 的舒张功能障碍。在这项研究中，我们研究了 AMPD 在线粒体相邻内质网膜 (MAM) 中的作用。当对 OLETF 或非糖尿病对照大鼠 (LETO) 的左心室心肌组织进行细胞分级并对大鼠心肌的主要亚型 AMPD3 的蛋白水平进行定量时，MAM 中全长 90-kDa AMPD3 的表达水平为比OLETF中的LETO值明显高。接下来，电镜观察到OLETF中MAM区域的形成明显高于LETO，并且压力超负荷下左心室心肌线粒体Ca2+浓度显着高于LETO。 FLAG-AMPD3过表达显着增加HEK293细胞中线粒体Ca2+浓度，并促进MAM形成。此外，线粒体Ca2+摄取能力（CRC）（线粒体通透性转换孔开放阈值的指标）在OLETF的左心室心肌线粒体中显着低于LETO，并且类似地，在H9c2和HEK293中观察到FLAG-AMPD3的过度表达CRC 细胞明显减少。最后，FLAG-AMPD3 的过表达显着降低了 HEK293 细胞线粒体的状态 3 呼吸和最大呼吸。这些结果表明，AMPD3 促进心肌细胞中 MAM 的形成，并且 2 型糖尿病患者心脏中 MAM 中 AMPD3 表达的增加通过线粒体 Ca2+ 超载和线粒体呼吸链功能障碍与糖尿病相关。心肌病的进展。

项目成果

糖尿病性心筋症の病態・治療の現状とこれから

糖尿病心肌病病理与治疗的现状与未来

• 发表时间: 2021
• 作者: 丹野雅也

Xanthine oxidoreductase-mediated injury is amplified by upregulated AMP deaminase in type 2 diabetic rat hearts under the condition of pressure overload

压力超负荷条件下 2 型糖尿病大鼠心脏中 AMP 脱氨酶的上调会放大黄嘌呤氧化还原酶介导的损伤

• DOI: 10.1016/j.yjmcc.2021.01.002
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 5
• 作者: Igaki Yusuke;Tanno Masaya;Sato Tatsuya;Kouzu Hidemichi;Ogawa Toshifumi;Osanami Arata;Yano Toshiyuki;Kuno Atsushi;Miki Takayuki;Nakamura Takashi;Miura Tetsuji
• 通讯作者: Miura Tetsuji

Upregulated AMP Deaminase in Mitochondria-associated ER Membranes in Diabetic Hearts Lowers the Threshold for Mitochondrial Permeability Transition.

糖尿病心脏线粒体相关内质网膜中 AMP 脱氨酶的上调降低了线粒体通透性转变的阈值。

• 发表时间: 2022
• 作者: Osanami A; Tanno M; Kuno A; Kouzu H; Yano T; Ogawa T; Sato T; Toda Y; Miura T.
• 通讯作者: Miura T.

糖尿病性心筋症に対する新規治療開発 -AMPデアミナーゼおよびキサンチンオキシダーゼ阻害による拡張機能障害改善を目指して-

开发糖尿病心肌病新疗法 - 通过抑制 AMP 脱氨酶和黄嘌呤氧化酶来改善舒张功能障碍 -

• 发表时间: 2021
• 作者: 丹野雅也

Upregulated AMP deaminase in mitochondria-associated ER membranes in diabetic hearts lowers the threshold for mitochondrial permeability transition.

糖尿病心脏线粒体相关 ER 膜中 AMP 脱氨酶的上调降低了线粒体通透性转变的阈值。

• 发表时间: 2022
• 作者: Osanami A; Tanno M; Kuno A; Kouzu H; Yano T; Ogawa T; Sato T;Miura T
• 通讯作者: Miura T