J Mol Cell Cardiol. 2014 Feb 25. pii: S0022-2828(14)00061-3. doi: 10.1016/j.yjmcc.2014.02.011. [Epub ahead of print]
GLUT1 deficiency in cardiomyocytes does not accelerate the transition from compensated hypertrophy to heart failure.
圧負荷による肥大（POH）に伴う内在性GLUT1誘導と増加したグルコースの利用が血流力学的なストレスの間に心臓機能を維持するために必要かどうか決定し、GLUT1の欠失が心臓病への移行を加速させるだろうという仮説を証明するため、また、POHへの心臓の適応に内在性GLUT1の寄与があるかどうかを決定するために心臓特異的なGLUT1欠損雄マウス（G1KO）を用いて大動脈狭窄手術（TAC）をしたところ、G1KOで解糖系とグルコース酸化が50%低下し、脂肪酸酸化が増加していた。TAC手術後４週でコントロールの野生型群は解糖が増え、脂肪酸酸化は50%低下したが、G1KOの心臓では変化がなかった。 G1KOとコントロールは同程度の肥大と繊維化、毛細血管密度低下を示した。TACにつづき、in vivoで左心室の圧はG1KOで低下したが、dP/dtは同程度であった。ミトコンドリア機能の障害も同程度であった。心筋のGLUT1欠損は心筋のエネルギーを得る為の基質の利用を変化させるが、基本的にPOHや心臓疾患の進行の加速を悪化させることはない。
【背景】
心筋のATP生産はの 50%以上が脂肪酸酸化であり、虚血などになるとグルコースの利用が増える。グルコースの代謝に関わる遺伝子としてGLUT1, GLUT4が主に関与する。GLUT1はインスリン非依存的なグルコーストランスポーターで心臓疾患により発現が減少する。GLUT1 Tgで心臓疾患の進行が遅れたりすることからATP産生したいのにGLUT1が減少してグルコースからエネルギーを得られなくなることが心臓疾患進行に関わるのではと仮説をたてた。つまり、GLUT1を増やすなどの薬剤が治療法とならないか。
【まとめ】
とりあえず短期的にはGLUT1は心臓疾患の進行に関係なさそう。長期的にどうかはこれからの課題。