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Bone-Specific Epigenetic Changes via Vitamin B 12 Metabolism under Iron Deficiency Conditions

Research Project

Project/Area Number 19K02302
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
Research InstitutionTokyo University of Agriculture

Principal Investigator

Inoue Hirofumi  東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (10639305)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords鉄欠乏 / ビタミンD3 / メチル化 / メチル基転移酵素 / 肝臓 / 骨代謝 / PRMT / タンパク質のメチル化 / PRMTs
Outline of Research at the Start

各年代における食生活の変化に伴うミネラル摂取過不足に関する研究については、疫学調査を含めて世界中で盛んに行われ、摂取基準も設けられている。しかしながら、近年になり、鉄、銅や亜鉛トランスポーターをはじめ、ミネラルの吸収/排出を制御するトランスポーターの遺伝子欠損および変異によりミネラル代謝異常の重篤な症状が引き起こされることが明らかになってきた。このように疫学調査から基礎研究、そして応用研究へとミネラル研究は新たな時代を迎えていることからも、ミネラル研究とビタミン研究をつなぐシグナル分子を探索すべく、鉄欠乏状態モデルとして骨代謝とタンパク質翻訳語修飾の観点から明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated whether abnormal methionine metabolism via changing of vitamin B12, affects methylation levels in tissues and bones on iron deficient conditions.
As a result, we found that the total methylated protein and methyltransferases (PRMT1 and PRMT3) decreased in the livers of mice fed an iron-deficient diet compared with mice fed a normal diet. In contrast, methylation status in bone showed no significant difference between the two groups. We suggest that bone fragility in the iron deficiency was not caused by the methylation status but mainly by the changing metabolized vitamin D3 .

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、鉄摂取不足に伴う骨脆弱化のみではなく、鉄欠乏状態とエピジェネティクスな変化の根底にビタミン類の代謝変動があったことを明らかにすることができた。すなわち、本研究成果は鉄欠乏性貧血という単一症状または組織のみに捉われない生体全体でミネラルとビタミンがクロストークしていることを見出せたものである。本成果は食生活の改善において栄養素の重要性を改めて還元できるものと考える。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Dietary magnesium deficiency induces the expression of neuroinflammation-related genes in mouse brain2021

    • Author(s)
      R. Tsuji, H. Inoue, M. Uehara, S. Kida
    • Journal Title

      Neuropsychopharmacology Reports

      Volume: - Issue: 2 Pages: 230-236

    • DOI

      10.1002/npr2.12167

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Iron deficiency negatively regulates protein methylation via the downregulation of protein arginine methyltransferase2020

    • Author(s)
      H. Inoue, N. Hanawa, SI. Katsumata, Y. Aizawa, R.Katsumata-Tsuboi, M. Tanaka, N. Takahashi, M. Uehara
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 10 Issue: 10 Pages: e05059-e05059

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e05059

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 鉄欠乏状態における活性酸素シグナルとビタミン類代謝の変動2022

    • Author(s)
      井上博文
    • Organizer
      第76回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 鉄欠乏状態による骨脆弱化とビタミン類の体内変動2020

    • Author(s)
      井上博文、勝間田真一、斎藤 彰宏、勝間田(坪井)理恵、田中未央里、高橋信之、上原万里子
    • Organizer
      レドックス・ライフイノベーション第170委員会 20周年記念若手シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 鉄欠乏状態はPRMT1発現の減少を介してタンパク質メチル化修飾を減弱させる2019

    • Author(s)
      井上 博文、塙 信彰、勝間田 真一、勝間田(坪井) 理恵、高橋 信之、上原 万里子
    • Organizer
      第73回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 鉄欠乏状態がタンパク質のメチル化修飾に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      井上 博文、勝間田(坪井) 理恵、田中 未央里、高橋 信之、上原 万里子
    • Organizer
      第58回日本食生活学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 鉄欠乏状態はタンパク質メチル化修飾を負に制御する2019

    • Author(s)
      井上 博文、勝間田(坪井) 理恵、田中 未央里、高橋 信之、上原 万里子
    • Organizer
      第30回日本微量元素学会学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of iron deficiency on reactive oxygen species and intracellular homeostasis2019

    • Author(s)
      Hirofumi Inoue, Shin-Ichi Katsumata, Rie Katsumata-Tsuboi, Miori Tanaka, Nobuyuki Takahashi, Mariko Uehara
    • Organizer
      The 7th International Conference on Food Factors
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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