Comprehensive analysis on the effects of niacin nutritional fluctuations for metabolic regulation

• Project/Area Number: 19K20117
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: The University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: Hatayama Sho 滋賀県立大学, 人間文化学部, 講師 (70825801)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ナイアシン / トリプトファン－ニコチンアミド転換経路 / 代謝 / 栄養 / トリプトファン‐ナイアシン転換経路 / 栄養学 / アルコール摂取

Outline of Research at the Start

栄養生化学，生理学，ビタミン学および臨床栄養学の観点から，ナイアシン栄養状態が生体の遺伝子発現および代謝の調節におよぼす影響について網羅的に解明することを目指す．ナイアシン欠乏モデル動物の解析によって，より正確にナイアシン栄養状態を評価できることに着目し，生体内の代謝調節におけるナイアシンの新たな役割について明らかにできる可能性を見出している．本研究では，近年ナイアシン栄養状態に影響をおよぼす因子として重要とされているアルコール摂取に着目し，ナイアシンが生理機能調節におよぼす影響およびその制御機構を解明することを目的としている．

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to analysis the effect of niacin nutritional status on metabolic regulation from nutritional and vitaminology aspects. In the present study, we established the model animal that could control niacin nutritional status by using kynurenine-3-monooxygenase, rate limiting enzyme of tryptophan-nicotinamide pathway, knock out (KMO-KO) mice. By using this model animal, we suggested that ethanol intake induced the deterioration of niacin nutritional status via increase of NAD consumption. In addition, we also revealed the niacin nutritional status of patients with alcohol use disorders by using urine samples.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により確立したモデル動物は，生体内の「真」のナイアシン栄養状態を評価可能である．そのため，ナイアシン栄養状態に影響をおよぼす因子，またナイアシン栄養状態とさまざまな生理機能の関連について，分子レベルで解明することに貢献するものである．また，本研究成果はエタノール摂取によるナイアシン栄養状態の低下機構を明らかにしたことから，わが国においても問題となっているアルコール依存症患者におけるナイアシン欠乏様症状の効果的な予防・治療法の確立につながるという社会的意義をもつ．

Research Products

• [Journal Article] Effects of B-Group Vitamin Administration on Daily Change in Urine 2-Oxo Acids in Young Japanese Women (2021)
  • Author(s): Maho Hirai, Sho Hatayama, Motoki Kimata, Katsumi Shibata, Tsutomu Fukuwatari
  • Journal Title: Journal of Nutritional Science and Vitaminology Volume: 67 Issue: 1 Pages: 63-67
  • DOI: 10.3177/jnsv.67.63
  • NAID: 130007992437
  • ISSN: 0301-4800, 1881-7742
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 肝臓トリプトファン代謝変動が脳内キヌレン酸濃度におよぼす影響 (2022)
  • Author(s): 宮前 里帆 ，加藤 澄玲 ，梅田 朱里 ，畑山 翔 ，福渡 努
  • Organizer: 日本トリプトファン研究会第40回学術集会
• [Presentation] 部分肝切除が脳内キヌレン酸濃度におよぼす影響 (2021)
  • Author(s): 宮前里帆，相宮紫乃，畑山翔，福渡努
  • Organizer: 日本ビタミン学会第73回大会
• [Presentation] ラットにおける部分肝切除がナイアシン栄養状態におよぼす影響 (2021)
  • Author(s): 畑山翔，宮前里帆，水谷天音，松井藍子，相宮紫乃，福渡努
  • Organizer: 日本ビタミン学会第73回大会
• [Presentation] ヒトにおける小麦胚芽に含まれるビタミンB1，B6の生物有効性 (2021)
  • Author(s): 畑山翔，牧野すみれ，諫本みなみ，森紀之，福渡努
  • Organizer: 第75回日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] 部分肝切除に伴う肝臓トリプトファン代謝低下が 脳内キヌレン酸産生におよぼす影響 (2021)
  • Author(s): 宮前里帆，相宮紫乃，井上真実，辰巳佐和子，畑山翔，福渡努
  • Organizer: 日本アミノ酸学会第15回学術大会
• [Presentation] ラットにおける部分肝切除がトリプトファン‐NAD合成経路におよぼす影響 (2020)
  • Author(s): 畑山 翔，井上真実，宮前里帆，水谷天音，福渡 努
  • Organizer: 第14回日本アミノ酸学会学術集会
• [Presentation] マウスにおけるナイアシン必要量の算出 (2020)
  • Author(s): 水谷 天音，畑山 翔，佐藤 未羽，山本 康子，斎藤 邦明，福渡 努
  • Organizer: 第74回 日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] ナイアシン低栄養状態におけるナイアシン生体指標 (2020)
  • Author(s): 水谷 天音，畑山 翔，佐藤 未羽，山本 康子，斎藤 邦明，福渡 努
  • Organizer: 日本ビタミン学会第72回大会