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Impact of free amino acids on intracellular stress response mechanisms in hepatic steatosis.

Research Project

Project/Area Number 20K08322
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Kakazu Eiji  東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (20509377)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 濱田 晋  東北大学, 医学系研究科, 助教 (20451560)
岩田 朋晃  東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (30803647)
井上 淳  東北大学, 大学病院, 助教 (60455821)
小暮 高之  東北医科薬科大学, 医学部, 准教授 (70400330)
二宮 匡史  東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (70583938)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsNAFLD / NASH / アミノ酸 / VLDL / 非アルコール性脂肪性肝疾患 / 遊離アミノ酸 / 酸化ストレス / 非アルコール性脂肪性肝炎
Outline of Research at the Start

非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の病態の中心は肝細胞脂肪変性によるアポトーシスと炎症細胞浸潤である。門脈血から肝臓に流入した過剰な糖質・脂質は肝細胞に環境ストレスを与える。これまで門脈血類似3次元潅流培養法を用いて門脈血で低下した遊離アミノ酸の中でL-MethionineとL-Tyrosineの低下が脂肪酸による肝細胞内酸化ストレス・小胞体ストレスを増強すること、更に動物実験では高脂肪・Met制限Tyr欠損食餌でマウスを飼育すると極めてNASHに近い表現型を得られることを明らかにした。本研究は遊離アミノ酸代謝と肝細胞内ストレス応答に注目しNASH発症メカニズムにせまる。

Outline of Final Research Achievements

We elucidated that mice fed a High Fat, methionine (Met) restricted and tyrosine (Tyr) deficient diet showed the NAFLD-like phenotype in which the nuclear translocation of Nrf2, triglyceride-rich VLDL and fumarate were decreased in liver but liver specific Keap1 KO mice ameliorated these phenomena. Reactive oxygen species and LDs induced by the deprivation of Met and Tyr were prevented in hepatic organoids generated from the Keap1 KO mice. Dimethyl fumarate, a Nrf2 inducer ameliorated the steatosis and increased the hepatic fumarate reduced by the deprivation of Met and Tyr in vitro. OA / Met or Tyr ratio in peripheral blood were associated with the hepatic steatosis in NAFLD patients. Conclusion: an imbalance between free fatty acids and Met and Tyr induces hepatic steatosis by disturbing the VLDL assembling via the Keap1-Nrf2 system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで糖・脂質代謝からNAFLD/NASHの病態を解析した報告は多く存在するが、本研究はアミノ酸代謝とNAFLD/NASHの病態を説明した新しいアプローチの研究である。本研究により過剰な糖質・脂質の摂取だけでなく一部のアミノ酸の欠乏がNASH病態に関与していることが明らかとなった。糖尿病やNAFLD.NASHの食事療法として低糖質・低脂肪・高たんぱく食が推奨されているがその根拠となる研究成果である。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Effects of sodium glucose cotransporter 2 inhibitors and pioglitazone on FIB‐4 index in metabolic‐associated fatty liver disease2023

    • Author(s)
      Mino Masaaki、Kakazu Eiji、Sano Akitoshi、Katsuyama Hisayuki、Hakoshima Mariko、Yanai Hidekatsu、Aoki Yoshihiko、Imamura Masatoshi、Yamazoe Taiji、Mori Taizo、Yoshio Sachiyo、Inoue Jun、Masamune Atsushi、Kanto Tatsuya
    • Journal Title

      Hepatology Research

      Volume: - Issue: 7 Pages: 618-628

    • DOI

      10.1111/hepr.13898

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Steatotic hepatocytes release mature VLDL via methionine and tyrosine metabolism in a Keap1‐Nrf2 dependent manner2021

    • Author(s)
      Sano Akitoshi、Kakazu Eiji、Hamada Shin、Inoue Jun、Ninomiya Masashi、Iwata Tomoaki、Tsuruoka Mio、Sato Kosuke、Masamune Atsushi
    • Journal Title

      Hepatology

      Volume: - Issue: 3 Pages: 1271-1286

    • DOI

      10.1002/hep.31808

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フマル酸ジメチルの酸化ストレス応答機構 Keap1-Nrf2系を介した NASH 進展抑制効果2022

    • Author(s)
      嘉数英二 美野正彰 考藤達哉
    • Organizer
      第58回日本肝臓学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] フマル酸ジメチルのNrf2活性化によるNASH進展抑制効果と肝細胞内アミノ酸代謝に与える影響2022

    • Author(s)
      嘉数英二 美野正彰 佐野晃俊 阪田敏聖 筒井由梨子 吉川詩織 山添太士 森 泰三 由雄祥代 考藤達哉
    • Organizer
      第30回 日本消化器関連学会週間
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 代謝性肝疾患研究のための生体内栄養環境反映多臓器培養の試み2022

    • Author(s)
      嘉数英二 美野正彰 考藤達哉
    • Organizer
      第44回 日本肝臓学会東部会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 代謝関連脂肪性肝疾患(MAFLD)患者に対するピオグリタゾン及びSGLT2阻害薬の病態改善効果の比較検討2022

    • Author(s)
      美野正彰 嘉数英二 佐野晃俊 青木孝彦 今村雅俊 由雄祥代 考藤達哉
    • Organizer
      第44回 日本肝臓学会東部会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 代謝異常関連脂肪性肝疾患 (MAFLD) におけるペマフィブラートおよび各種代謝関連薬の効果の検討2022

    • Author(s)
      佐野晃俊、井上 淳、嘉数英二、二宮匡史、岩田朋晃、鶴岡未央、佐藤公亮、小貫真純、 澤橋里子、正宗 淳
    • Organizer
      第8回肝臓と糖尿病・代謝研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂肪変性肝細胞のVLDL放出における酸化ストレス応答と遊離アミノ酸の関係2021

    • Author(s)
      嘉数英二、佐野晃俊、正宗淳
    • Organizer
      第7回肝臓と糖尿病・代謝研究会 シンポジウム3
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Steatotic hepatocytes release mature very-low-density lipoprotein via methionine and tyrosine metabolism in a Keap1-Nrf2 dependent manner.2020

    • Author(s)
      Akitoshi Sano, Eiji Kakazu, Jun Inoue, Masashi Ninomiya, Tomoaki Iwata, Mio Tsuruoka, Kosuke Sato, Atsushi Masamune.
    • Organizer
      米国肝臓学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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