Elucidation of action mechanisms of food constituents that decrease of the blood glucose level.

Research Project

Project/Area Number	19K05935
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 38050:Food sciences-related
Research Institution	Matsumoto University
Principal Investigator	TAKAGI KATSUHIRO 松本大学, 大学院健康科学研究科, 教授 (80279562)
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: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	インスリン / イソチオシアネート / クルクミン / ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ / シグナル伝達経路 / スルフォラファン / PEPCK遺伝子 / 血糖低下作用 / 食品成分
Outline of Research at the Start	平成 29 年国民健康・栄養調査によると、糖尿病が強く疑われる人は、1,500 万人と推定されている。これは、国民の約 7人に1人にあたるため、公衆衛生上大きな課題となっている。糖尿病の原因は、肥満によるインスリン抵抗性（インスリンが効きにくい状態）にあると考えられる。我々は、インスリン作用を模倣する様々な食品成分から検索し、血糖低下作用を示す最も有効な化合物を同定し、糖尿病の発症予防に貢献する機能性食品を提示したい。さらに、様々なデータより血糖低下作用を示す化合物の構造上の特異性を同定し、将来的には糖尿病治療薬の創出にも貢献したいと考えている。
Outline of Final Research Achievements	Insulin contributes to blood glucose reduction by suppressing transcription of the gluconeogenic enzyme encoding the phosphoenolpyruvate carboxykinase gene in the liver. Our research purpose is to find food-derived low-molecular-weight compounds that mimic the action of insulin, the only hypoglycemic hormone and to elucidate their mechanism of action using molecular biological techniques. It was revealed that an isothiocyanate sulforaphane, and a polyphenol curcumin showed the decrease of the PEPCK gene expression. Furthermore, we elucidated the mechanisms of suppression of the PEPCK gene expression by these food constituents.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	現在までに、わさびの辛み成分でイソチオシアネート化合物である 6-MSITC が、ラット初代培養肝細胞においてPEPCK 遺伝子の発現抑制を示してきた。さらに今回、スルフォラファンによる血糖低下作用を科学的に証明することができれば、血糖低下作用を有する化学構造の特異性を論じることができる。インスリン以外の生理活性物質、特に食品成分によって、生体内の PEPCK 遺伝子の発現を抑制できれば、血糖低下が生じると期待できる。そうすれば、糖尿病患者の治療や発症の予防になることに加え、生活習慣病をもたらすメタボリックシンドロームの原因である肥満をも予防できると思われ、その社会的意義は計り知れない。