ZERO WORLD RESEARCHアミノ酸・有機酸の学術文献データベース

Evaluation of therapeutic strategies targeting BCAA catabolism using a systems pharmacology model.

システム薬理学モデルを用いたBCAA異化を標的とする治療戦略の評価 (機械翻訳の邦題)

Frontiers in pharmacology2022Voronova V, Sokolov V, Morias Y, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
未確定
出版年
2022
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

心不全では心筋細胞における分岐鎖アミノ酸(BCAA)の異常な蓄積が心臓リモデリングと関連する。本研究は、BCKDキナーゼ阻害薬BT2の全身および心臓におけるBCAAとその代謝物レベル、ならびにBCAA異化酵素活性への影響を、定量的システム薬理学モデルを用いて評価した。モデルは、BCAAの摂取、タンパク質への取り込み、BCATによる可逆的な転移、BCKDによる酸化を記述する常微分方程式で構成され、BCKD活性はBCKDKとPP2Cmのバランスにより調節され、BT2治療の影響を受ける。心臓BCAAレベルは左室駆出率(LVEF)に直接影響すると仮定した。モデルは実験データを適切に再現し、全身と心臓のBCAA応答が同期することを予測した。シミュレーションでは、BT2によるBCAA減少の最大効果は40%で、LVEFは12%増加すると推定された。感度分析では、BCKDKとPP2Cm活性、総BCKD、補因子(グルタミン酸、ケトグルタル酸、ATP)レベルがBCAAとBCKAレベルに強く影響した。結論として、血漿測定が心臓BCAA変化のマーカーとして有用であり、本モデルはBCAA異化を標的とする新規化合物の前臨床試験デザインの最適化に利用できる。

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

Background: Abnormal branched-chained amino acids (BCAA) accumulation in cardiomyocytes is associated with cardiac remodeling in heart failure. Administration of branched-chain α-keto acid dehydrogenase (BCKD) kinase inhibitor BT2 has been shown to reduce cardiac BCAA levels and demonstrated positive effects on cardiac function in a preclinical setting. The current study is focused on evaluating the impact of BT2 on the systemic and cardiac levels of BCAA and their metabolites as well as activities of BCAA catabolic enzymes using a quantitative systems pharmacology model. Methods: The model is composed of an ordinary differential equation system characterizing BCAA consumption with food, disposal in the proteins, reversible branched-chain-amino-acid aminotransferase (BCAT)-mediated transamination to branched-chain keto-acids (BCKA), followed by BCKD-mediated oxidation. Activity of BCKD is regulated by the balance of BCKDK and protein phosphatase 2Cm (PP2Cm) activities, affected by BT2 treatment. Cardiac BCAA levels are assumed to directly affect left ventricular ejection fraction (LVEF). Biochemical characteristics of the enzymes are taken from the public domains, while plasma and cardiac BCAA and BCKA levels in BT2 treated mice are used to inform the model parameters. Results: The model provides adequate reproduction of the experimental data and predicts synchronous BCAA responses in the systemic and cardiac space, dictated by rapid BCAA equilibration between the tissues. The model-based simulations indicate maximum possible effect of BT2 treatment on BCAA reduction to be 40% corresponding to 12% increase in LVEF. Model sensitivity analysis demonstrates strong impact of BCKDK and PP2Cm activities as well as total BCKD and co-substrate levels (glutamate, ketoglutarate and ATP) on BCAA and BCKA levels. Conclusion: Model based simulations confirms using of plasma measurements as a marker of cardiac BCAA changes under BCKDK inhibition. The proposed model can be used for optimization of preclinical study design for novel compounds targeting BCAA catabolism.

DOI 10.3389/fphar.2022.993422

PMID 36518669

原文・出典を見る →