生体内ビタミンCの加齢依存的変動機構の解明

• Project/Area Number: 11J04778
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Food science
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 天野 晶子 首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: ビタミンC / 加齢 / カテコールアミン / アスコルビン酸

Research Abstract

Senescence marker protein(SMP30)は加齢に伴い肝臓で減少する。SMP30は、多くの哺乳類の体内でビタミンC合成に必須の酵素グルコノラクトナーゼである。ヒトと同様に、SMP30遺伝子を破壊(ノックアウト)したマウス(SMP30-KOマウス)はビタミンCを生合成しない。SMP30-KOマウスはビタミンCの長期的な不足で寿命が短縮する。ヒトでは、血中ビタミンCが加齢で減少する。従って、老化とビタミンCの不足には、密接な関係が窺える。
ビタミンCは、カテコールアミン(ドーパミン、ノルアドレナリン、アドレナリン)の生合成酵素、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)及びドーパミン-β-ヒドロキシラーゼ(DBH)の活性化に補因子として必要とされる。ビタミンCの加齢に伴う減少により、カテコールアミンも減少する可能性が考えられる。カテコールアミンは脳や副腎で合成され、神経伝達物質やホルモンとして重要な役割を担うとされる。しかしながら、ビタミンCの生体内におけるカテコールアミン合成系への役割は不明な点が多い。そこで本年度は、ビタミンC欠乏状態のSMP30-KOマウスにおけるカテコールアミン濃度およびカテコールアミン生合成酵素の遺伝子発現の変化を調べた。結果、ビタミンCの欠乏した副腎においてアドレナリン、ノルアドレナリン濃度が減少した。従って、ビタミンCは生体内で確かにDBHの活性化に必要であることを明らかにした。本成果はEuropean Journal of Nutritionに投稿、受理された。
更に、カテコールアミンが加齢依存的に生体内で減少するかを明らかにするため、野生型マウス副腎におけるカテコールアミン濃度、および合成酵素の遺伝子発現の加齢に伴う変動を調べた。本研究により、マウス副腎でカテコールアミン濃度およびアドレナリン合成酵素のフェニルエタノールアミンNメチルトランスフェラーゼの発現が加齢で減少することがわかった。本成果は、Geriatrics & Gerontology Internationa1に掲載された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、細胞内におけるビタミンC輸送体の加齢依存的変動の解析から発展して、生合成酵素の活性化にビタミンCが必要とされるカテコールアミンの加齢依存的変動についても明らかにすることができた。カテコールアミンは生体内で神経伝達物質やホルモンとして機能する。更に、体内ビタミンCの欠乏がマウス副腎のカテコールアミン濃度や合成酵素遺伝子の発現に与える影響についても、初めて明らかにすることができた。計画は概ね順調に進展していると考える。

Research Products

• [Journal Article] Age-related changes of dopamine, noradrenaline, and adrenaline in adrenal glands of mice (2013)
  • Author(s): Amano A., Tsunoda M., Aigaki T.,Maruyama N.,Ishigami A.
  • Journal Title: Geriatrics & Gerontology International Volume: 13 Pages: 490-496
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of ascorbic acid deficiency on catecholamine synthesis in adrenal glands of SMP30/GNL knockout mice (2013)
  • Author(s): Amano A., Tsunoda M., Aigaki T.,Maruyama N.,Ishigami A.
  • Journal Title: European Journal of Nutrition Volume: (未定), (in press)
• [Journal Article] Establishment and characterization of hepatocytes from an Immortomouse/SMP30/GNL knockout mouse hybrid lacking vitamin C to study vitamin C transport (2011)
  • Author(s): Amano, A., Handa, S., Aigaki, T., Shigemoto, K., Maruyama, N., Ishigami, A.
  • Journal Title: Journal of biochemistry Volume: 150 Issue: 6 Pages: 671-678
  • DOI: 10.1093/jb/mvr109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Absorption and Excretion of Ascorbic Acid Alone and in Acerola (Malpighia emarginata) Juice: Comparison in Healthy Japanese Subjects (2011)
  • Author(s): Uchida, E., Kondo, Y., Amano, A., Aizawa, S., Hanamura, T., Aoki, H., Nagamine, K., Koizumi, T., Maruyama, N., Ishigami, A.
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 34 Issue: 11 Pages: 1744-1747
  • DOI: 10.1248/bpb.34.1744
  • NAID: 130001252859
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • Peer Reviewed
• [Presentation] マウス副腎でのカテコールアミン及びカテコールアミン生合成酵素の加齢依存的変動 (2012)
  • Author(s): 天野晶子,角田誠,相垣敏郎,丸山直記, 石神昭人
  • Organizer: 第85回日本生化学会
  • Place of Presentation: 博多
  • Year and Date: 2012-12-03
• [Presentation] Age-related changes of dopamine, noradrenaline, and adrenaline in adrenal glands of mice (2012)
  • Author(s): Amano A., Tsunoda M., Aigaki T.,Maruyama N.,Ishigami A.
  • Organizer: American Aging Association 41st Annual Meeting
  • Place of Presentation: TX, USA
  • Year and Date: 2012-06-03
• [Presentation] Effect of vitamin C deficiency on noradrenaline synthesis (2011)
  • Author(s): Amano, A., Tsunoda, M., Aigaki, T., Maruyama, N., Ishigami, A
  • Organizer: 9th Asia/Oceania congress of geriatrics and gerontology
  • Place of Presentation: オーストラリア、Melbourne Convention and Exhibition Centre
  • Year and Date: 2011-10-26
• [Presentation] SMP30/GNLノックアウトマウスを用いたカテコールアミン生合成系に及ぼすビタミンC欠乏の影響 (2011)
  • Author(s): 天野晶子, 角田誠, 相垣敏郎, 丸山直記, 石神昭人
  • Organizer: 日本基礎老化学会大会
  • Place of Presentation: 東京、京王プラザホテル
  • Year and Date: 2011-06-17
• [Presentation] ビタミンC欠乏がカテコールアミン生合成系に及ぼす影響 (2011)
  • Author(s): 天野晶子, 角田誠, 相垣敏郎, 丸山直記, 石神昭人
  • Organizer: 第63回日本ビタミン学会大会
  • Place of Presentation: 広島、安田女子大学
  • Year and Date: 2011-06-05
• [Remarks]
  • URL: http://www.aging-regulation.jp/index.php