本研究では、組織酸素分圧に着目し心不全を解析することと、酸素消費制御による治療法の開発を目指す。
まず酸素の毒性について検討するため、心筋細胞を高濃度酸素に曝露して培養し、ミトコンドリア呼吸鎖酵素や複数のタンパク質量が変動することを明らかにした。これらのタンパク質は転写レベルと独立しており、タンパク質のクオリティコントール機能を含め、心筋細胞における酸素毒性について、R7年度には網羅的な解析をすすめる。次に心筋症モデルマウスを用いて、ヒトでも実施可能なPET検査を用いた心筋酸素消費の評価を行い、有意な心筋酸素消費の低下を検出した。本心筋症モデルマウスに、申請者が同定したミトコンドリアチトクロムCオキシダーゼの活性化タンパク質を発現させると、有意な心機能の改善効果、すなわち心保護効果を認めた。このミトコンドリアチトクロムCオキシダーゼの活性化タンパク質の治療効果、心保護効果をさらに増強するため、タンパク質の改変を行っています。現在までに深層学習を用いたプロテインデザインアルゴリズムにより改良型タンパク質を41種デザインし、それぞれのタンパク質の発現精製を順次進める。