Role of nutrition in the readthrough therapy for nonsense diseases

• Project/Area Number: 18K11074
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: The University of Shimane
• Principal Investigator: Harada Nagakatsu 島根県立大学, 看護栄養学部, 准教授 (40359914)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: Duchenne型筋ジストロフィー / リードスルー治療 / mdxマウス / ScNマウス / ゲンタマイシン / mRNA品質管理機構 / 高脂肪食 / 小胞体ストレス / リードスルー治療法 / リードスルー薬 / 食生活 / 遺伝子変異疾患 / 筋組織 / ジストロフィン / ナンセンス変異 / 栄養学 / NMD / 食事

Outline of Final Research Achievements

Cellular nonsense-mediated mRNA decay (NMD) degrades mRNAs carrying a premature termination codon (PTC). Readthrough therapy can suppress PTC and generate full-length protein from aberrant mRNAs. NMD activity affect efficiency of the readthrough therapy. Here we investigate whether nutritional status influences the efficiency of readthrough therapy for Duchenne muscular dystrophy. Our results show that high-fat diet feeding potentiated gentamicin-mediated readthrough therapy for the mdx mice, an animal model of the Duchenne muscular dystrophy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、Duchenne型筋ジストロフィーに対するリードスルー治療において、食生活の変化（高脂肪食）が治療効果に影響することを明らかにした。高脂肪食は健康に良い食事とは言えないが、リードスルー治療期間専用の食事としての可能性が示唆された。本研究成果は、ナンセンス型遺伝子変異疾患のリードスルー治療のための栄養基盤の創生につながるものと期待される。

Research Products

• [Journal Article] DNA Methylation Status Influences Insulin-Induced Glucose Transport in 3T3-L1 Adipocytes by Mediating p53 Expression (2020)
  • Author(s): Kuroda M, Onoyama R, Sasaki W, Sebe M, Kitamura T, Masumoto S, Tsutsumi R, Harada N, Sakaue H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 525 Issue: 1 Pages: 39-45
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.02.038
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Differential regulation of Actn2 and Actn3 expression during unfolded protein response in C2C12 myotubes (2020)
  • Author(s): Harada Nagakatsu、Gotoda Yuka、Hatakeyama Adzumi、Nakagawa Tadahiko、Miyatake Yumiko、Kuroda Masashi、Masumoto Saeko、Tsutsumi Rie、Nakaya Yutaka、Sakaue Hiroshi
  • Journal Title: Journal of Muscle Research and Cell Motility Volume: 41 Issue: 2-3 Pages: 199-209
  • DOI: 10.1007/s10974-020-09582-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interferon regulatory factor 7 mediates obesity-associated MCP-1 transcription (2020)
  • Author(s): Kuroda Masashi、Nishiguchi Misa、Ugawa Naho、Ishikawa Etsuko、Kawabata Yasuyo、Okamoto Saya、Sasaki Waka、Miyatake Yumiko、Sebe Mayu、Masumoto Saeko、Tsutsumi Rie、Harada Nagakatsu、Sakaue Hiroshi
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Issue: 5 Pages: e0233390-e0233390
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0233390
  • NAID: 120006952362
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sterol regulatory element binding protein 1 trans-activates 25-hydroxy vitamin D3 24-hydroxylase gene expression in renal proximal tubular cells (2018)
  • Author(s): Kagawa Tomohiro、Kozai Mina、Masuda Masashi、Harada Nagakatsu、Nakahashi Otoki、Tajiri Mari、Yoshikawa Ryouhei、Nakao Mari、Takei Yuichiro、Iwano Masayuki、Takeda Eiji、Taketani Yutaka、Yamamoto Hironori
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 500 Issue: 2 Pages: 275-282
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.04.058
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of Janus kinase inhibition by tofacitinib on body composition and glucose metabolism (2018)
  • Author(s): Chikugo M, Sebe M, Tsutsumi R, Iuchi M, KIshi J, Kuroda M, Harada N, Nishioka Y, Sakaue H.
  • Journal Title: The Journal of Medical Investigation Volume: 65 Issue: 3.4 Pages: 166-170
  • DOI: 10.2152/jmi.65.166
  • NAID: 130007495818
  • ISSN: 1343-1420, 1349-6867
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Readthrough of ACTN3 577X nonsense mutation produces full-length α-actinin-3 protein. (2018)
  • Author(s): Harada N, Hatakeyama A, Okuyama M, Miyatake Y, Nakagawa T, Kuroda M, Masumoto S, Tsutsumi R, Nakaya Y, Sakaue H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 502 Issue: 3 Pages: 422-428
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.05.193
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Host cellular unfolded protein response signaling regulates Campylobacter jejuni invasion. (2018)
  • Author(s): Tentaku A, Shimohata T, Hatayama S, Kido J, Nguyen AQ, Kanda Y, Fukushima S, Uebanso T, Iwata T, Mawatari K, Harada N, Takahashi A
  • Journal Title: PLoS One Volume: 13 Issue: 10 Pages: e0205865-e0205865
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0205865
  • NAID: 120006812007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ステロール調節エレメント結合蛋白質SREBP はビタミンD 代謝酵素CYP24A1の発現を調節する (2019)
  • Author(s): 香川知博、山本浩範、中橋乙起、原田永勝、増田真志、武田英二、竹谷豊
  • Organizer: 第73回日本栄養・食糧学会
• [Presentation] 膵beta細胞機能に関与するPrss53の解析 (2019)
  • Author(s): 水澤典子, 原田永勝, 岩田武男, 吉本勝彦
  • Organizer: 第62回日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] 運動時の骨格筋エネルギー代謝へロイシン摂取が与える影響 (2018)
  • Author(s): 宮武由美子，末政直哉，丹波洋介，大谷環樹，黒田雅士，原田永勝，堤理恵，阪上浩
  • Organizer: 第72回日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] 魚油由来の一価不飽和脂肪酸は動脈硬化を抑制する (2018)
  • Author(s): 丹波洋介，竹尾仁良，坂東正浩，福田大受，宮原裕子，黒田雅士，升本早枝子，原田永勝，堤理恵，佐田政隆，阪上浩
  • Organizer: 第72回日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] 透析患者における味覚障害と味覚受容体T1R3遺伝子の発現の関連 (2018)
  • Author(s): 別府香名，堤理恵，梶川美百合，松島里那，森博康，平野春美，土田健司，松久宗英，武田憲昭，原田永勝，阪上浩
  • Organizer: 第72回日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] Prss53は膵β細胞のミトコンドリア機能を介した細胞維持に関与する (2018)
  • Author(s): 水澤典子，原田永勝，岩田武男，吉本勝彦
  • Organizer: 第22回日本臨床内分泌病理学会学術総会
• [Book] 基礎栄養学第4版 (2020)
  • Author(s): [編］木戸康博、桑波田雅士、原田永勝 [著］原田永勝 他
  • Total Pages: 198
  • Publisher: 講談社
• [Book] 応用栄養学第6版 (2020)
  • Author(s): [編］木戸康博、小倉嘉夫、眞鍋祐之、青井渉 [著］原田永勝 他
  • Total Pages: 280
  • Publisher: 講談社
• [Book] 基礎栄養学第4版 (2020)
  • Author(s): [編］木戸康博、桑波田雅士、原田永勝
  • Total Pages: 207
  • Publisher: 講談社
• [Book] 応用栄養学第6版 (2020)
  • Author(s): [編］木戸康博、小倉嘉夫、眞鍋祐之、青井渉
  • Total Pages: 287
  • Publisher: 講談社
• [Book] ロス医療栄養科学大事典 (2018)
  • Author(s): [編］A・キャサリン・ロス，ベンジャミン・カバレロ，ロバート・J・カズンズ，キャサリン・L・タッカー，トーマス・R・ジーグラー［総監訳］稲垣暢也，中屋豊
  • Total Pages: 1368
  • Publisher: 西村書店
  • ISBN: 9784890134915