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Novel mechanisms underlying biofunctions of food factors induced by chemical stress

Research Project

Project/Area Number 19K05913
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38050:Food sciences-related
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

Murakami Akira  兵庫県立大学, 環境人間学部, 教授 (10271412)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords緑茶カテキン / 脂肪分解 / ストレス / 抗酸化酵素 / 薬物代謝酵素 / 分子シャペロン / 熱ショックタンパク質 / ホルミシス / カテキン / エピガロカテキンガレート / 適応応答 / ATP / ファイトケミカル / 作用メカニズム / Huh7細胞 / AMP依存性キナーゼ / ケミカルストレス / クルクミン / がん細胞増殖抑制 / 脂質代謝 / タンパク質ストレス
Outline of Research at the Start

植物に含まれるポリフェノールなどの微量成分(ファイトケミカルと総称)は様々な健康効果を示す。しかし、その一方で、これらの物質が「なぜ効くか」という点についてはほとんど明らかになっていない。ファイトケミカルは本来、植物が昆虫などによる侵害から身を守るために生合成している物質群であり、ヒトを含む動物にとっては「異物」あるいは「軽毒」とも捉えることができる。これらの物質をヒトが摂取すると、直ちに解毒機構などの生体防御系が活性化するが、これがいわゆる「デトックス効果」の原理である。本研究では、こうした生体防御系の活性化こそがファイトケミカルの作用機構として重要であるとの仮説を立て、その証明を試みる。

Outline of Final Research Achievements

The mechanism of triglyceride (TG) decomposition by EGCG, which is the main component of tea catechin, was analyzed. Addition of EGCG to differentiated human liver cells Huh7 that accumulated TG showed a concentration- and time-dependent TG-degrading effect. I then confirmed that EGCG induces oxidative and protein stresses, as well as significant mRNA induction of antioxidant enzymes, detoxifying enzymes and molecular chaperones. Furthermore, since a decrease in glucose concentration in the medium and a decrease in intracellular ATP level were observed after the addition of EGCG, activation of the defense mechanism to counter the chemical stress of EGCG promoted energy consumption inside and outside the cell.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

緑茶カテキンなどの食品成分が抗肥満作用を示すことは一般的にも知られているがその作用機構の詳細は全く不明である。本研究では、緑茶カテキンがヒトにとっては異物であることから薬物や毒物の摂取と同様に防御機構を活性化すること、およびそのにより消費された細胞内エネルギーを補填するために中性脂肪が分解するという全く新しいメカニズムの作用機構の可能性を提示した。すなわち、こうした物質が「体に良い」から脂肪燃焼作用を示すのではなく「適度に体に悪い」からこそ機能性を示すというこれまでの概念をくつがえす研究成果であると捉えている。同時にこうした物質の過剰摂取が副作用や害作用を示すことに警鐘を鳴らすものである。

Report

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

    (18 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Why and How Do Polyphenols Exhibit Bioactivities?2022

    • Author(s)
      村上 明
    • Journal Title

      Journal of Cookery Science of Japan

      Volume: 55 Issue: 1 Pages: 54-56

    • DOI

      10.11402/cookeryscience.55.54

    • NAID

      130008158441

    • ISSN
      1341-1535, 2186-5787
    • Year and Date
      2022-02-05
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel mechanisms underlying bioactivities of polyphenols via hormesis2022

    • Author(s)
      Akira Murakami
    • Journal Title

      Current Opinions in Toxicology

      Volume: 30 Pages: 100337-100337

    • DOI

      10.1016/j.cotox.2022.02.010

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] (-)-Epigallocatechin-3-O-gallate at a high concentration may induce lipolysis via ATP consumption by activation of stress defense mechanisms2020

    • Author(s)
      Suihara Satoki、Ishisaka Akari、Murakami Akira
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 85 Issue: 2 Pages: 411-420

    • DOI

      10.1093/bbb/zbaa056

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hormesis-Mediated Mechanisms Underlying Bioactivities of Phytochemicals2020

    • Author(s)
      Akira Murakami
    • Journal Title

      Current Pharmacology Reports

      Volume: 6 Issue: 6 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1007/s40495-020-00235-4

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Curcumin may induce lipolysis via proteo-stress in Huh7 human hepatoma cells2019

    • Author(s)
      Cindy Valentine, Kohta Ohnishi, Kazuhiro Irie, Akira Murakami
    • Journal Title

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      Volume: 65 Issue: 2 Pages: 91-98

    • DOI

      10.3164/jcbn.19-7

    • NAID

      130007700189

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Novel mechanisms underlying bioactivities of polyphenols via hormesis2022

    • Author(s)
      Akira Murakami
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ファイトケミカルの継続処理による細胞のストレス耐性の変動2021

    • Author(s)
      河口詩歩、石坂朱里、村上 明
    • Organizer
      2020年度日本農芸化学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 血液試料におけるquercetin 及び代謝物の定量方法2021

    • Author(s)
      佐藤 衣織,横田 しなの,村留 梨花,村上 明,石坂 朱里
    • Organizer
      2020年度日本農芸化学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] フラボノイドの吸収機構における細胞外小胞の役割2020

    • Author(s)
      槇 結衣, 杉本亮介, 丸毛 遥, 土井共生, 石坂朱里, 村上 明
    • Organizer
      2020年度日本フードファクター学会・日本農芸化学会西日本支部合同大会(第332回講演会)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ATP消費作用を介した緑茶カテキンの中性脂肪分解機構2020

    • Author(s)
      吸原 慧紀、石坂 朱里、村上 明
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部例会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ATP消費作用を介した緑茶カテキンの中性脂肪分解機構2020

    • Author(s)
      吸原慧紀,石坂朱里,村上 明
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ケルセチンの吸収機構における細胞外小胞の役割2020

    • Author(s)
      杉元亮介,丸毛 遥,石坂朱里,村上 明
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ATP消費作用を介したクルクミンのがん細胞死誘導機構2019

    • Author(s)
      古川 絢子, 吸原慧紀, 宅和里奈, 石坂朱里, 村上 明
    • Organizer
      日本香辛料研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Curcumin may suppress cancer cell proliferation via ATP depletion2019

    • Author(s)
      Ayako Furukawa, Satoki Suihara, Rina Takuwa, Akari Ishisaka, Akira Murakami
    • Organizer
      The 7th International Conference on Food Factors
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quercetin-embedded extracellular vesicles may be released from HT29 cells2019

    • Author(s)
      Ryosuke Sugimoto, Akari Ishisaka, Akira Murakami
    • Organizer
      The 9th International Conference on Polyphenol and Health
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Possible Lipolysis Mechanisms of Catechins via ATP Consumption2019

    • Author(s)
      Satoki Suihara, Akari Ishisaka, Akira Murakami
    • Organizer
      The 7th International Conference on Food Factors
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ストレス応答の視点で解釈する機能性食品成分の新奇作用機構2019

    • Author(s)
      村上 明
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部産官学連携シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Hormesis-mediated Mechanisms of Action Underlying Bioactivities of Phytochemicals2019

    • Author(s)
      Akira Murakami
    • Organizer
      The 7th International Conference on Food Factors
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

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

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