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Excessive branched-chain amino acid accumulation restricts mesenchymal stem cell-based therapy efficacy in myocardial infarction.

過剰な分岐鎖アミノ酸蓄積が心筋梗塞における間葉系幹細胞治療の有効性を制限する (機械翻訳の邦題)

Signal transduction and targeted therapy2022Zhang F, Hu G, Chen X, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象ヒト

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研究デザイン
その他の原著論文
対象
ヒト
出版年
2022
出典
doi.org
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出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
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確認段階
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公開

日本語要約(機械生成)

心筋梗塞後の心臓では分岐鎖アミノ酸(BCAA)が過剰に蓄積し、移植された間葉系幹細胞(MSC)の生存と心保護効果を低下させる。病理レベルのBCAAは、mTORC1/DUX4/KDM4E経路を介してヒストンH3K9me3の喪失を促進し、MSCのストレス誘導性細胞死と早期老化を引き起こす。遺伝子または薬理学的操作によりMSCのBCAA異化能を高めると、高BCAA環境への適応が改善し、心保護効果が増強された。これらの結果は、梗塞後心臓の代謝変化が移植MSCの運命と治療効果に重要な影響を与えることを示す。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Mesenchymal stem cells (MSCs) delivered into the post-ischemic heart milieu have a low survival and retention rate, thus restricting the cardioreparative efficacy of MSC-based therapy. Chronic ischemia results in metabolic reprogramming in the heart, but little is known about how these metabolic changes influence implanted MSCs. Here, we found that excessive branched-chain amino acid (BCAA) accumulation, a metabolic signature seen in the post-ischemic heart, was disadvantageous to the retention and cardioprotection of intramyocardially injected MSCs. Discovery-driven experiments revealed that BCAA at pathological levels sensitized MSCs to stress-induced cell death and premature senescence via accelerating the loss of histone 3 lysine 9 trimethylation (H3K9me3). A novel mTORC1/DUX4/KDM4E axis was identified as the cause of BCAA-induced H3K9me3 loss and adverse phenotype acquisition. Enhancing BCAA catabolic capability in MSCs via genetic/pharmacological approaches greatly improved their adaptation to the high BCAA milieu and strengthened their cardioprotective efficacy. We conclude that aberrant BCAA accumulation is detrimental to implanted MSCs via a previously unknown metabolite-signaling-epigenetic mechanism, emphasizing that the metabolic changes of the post-ischemic heart crucially influence the fate of implanted MSCs and their therapeutic benefits.

MeSH

Amino Acids, Branched-ChainGraft vs Host DiseaseHeartHumansMesenchymal Stem CellsMyocardial Infarction

DOI 10.1038/s41392-022-00971-7

PMID 35654769

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