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Elucidation and application to treatment of the mechanism of cognitive impairment caused by adipose tissue inflammation and dysbiosis

Research Project

Project/Area Number 20K11548
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionNational Defense Medical College

Principal Investigator

Ishizuka Toshiaki  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 教授 (30399117)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 泰司  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 生化学, 教授 (10505267)
高橋 さやか (野村 さやか)  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 助教 (20791651)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords高脂肪食 / ディスバイオシス / 脳内炎症 / 抑うつ様行動 / 認知機能低下 / 神経新生障害 / TNF / LPS / 脂肪炎症 / 認知機能障害
Outline of Research at the Start

今回、我々は、ADモデルマウスの高脂肪食摂取が脂肪組織の炎症性変化や腸内細菌叢に与える影響、加えて、脳内ミクログリアの活性化、神経前駆細胞の機能低下および認知機能障害に与える影響を、各種解析法を用いて明らかにする。また、プロバイオティクスおよびTNF阻害薬の投与による脂肪炎症の抑制とディスバイオシスの改善が、脳内炎症、神経新生障害および認知機能障害に及ぼす効果を検討し、脂肪炎症やディスバイオシスが認知症発症に至る機序を解明し、新たな認知症治療の開発を目指したい。

Outline of Final Research Achievements

It is known that both metabolic syndrome and dysbiosis are associated with the onset of Alzheimer's disease (AD). High fat diet loading induces dysbiosis and adipose tissue inflammation. Thus, both dysbiosis and adipose tissue inflammation may enhance neuroinflammation and AD. In the present study, it has been revealed that high fat diet loading induces dysbiosis and enhances neuroinflammation, depression-like behavior, and cognitive impairment in senescence-accelerated mice prone 8 (SAMP8). Treatment with molecular hydrogen, a potent antioxidant, improved dysbiosis, neuroinflammation, depression-like behavior, and cognitive impairment in SAMP8 mice.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回の研究により、高脂肪食摂取は老化促進マウスで炎症を惹起する腸内細菌の比率を上昇させ脳内炎症を亢進して認知機能低下や抑うつ様行動に至る機序が明らかになった。アルツハイマー型認知症での高脂肪食制限やプロバイオティクスの重要性への科学的理解につながる。また、分子状水素の投与が炎症を惹起する腸内細菌の比率を低下させて脳内の炎症や酸化ストレスを抑制し、認知機能低下や抑うつ様行動を改善させている可能性が示唆された。分子状水素は軽度認知症の患者に対して改善効果が報告されているが、ミクログリアの活性化、酸化ストレスの亢進および脳内炎症を抑制して認知機能低下を改善している機序が新たに明らかになった。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Treatment with lysophosphatidic acid improves glomerulonephritis through the suppression of macrophage activation in a murine model of systemic lupus erythematosus2024

    • Author(s)
      Nagata Wataru、Takayama Eiji、Nakagawa Keiichi、Koizumi Akiho、Ohsawa Yukiko、Goto Hiroyasu、Yamashiro Aoi、Ishinoda Yuki、Tanoue Keiko、Kumagai Hiroo、Oshima Naoki、Ishizuka Toshiaki
    • Journal Title

      Clinical and Experimental Rheumatology

      Volume: 42 Pages: 658-665

    • DOI

      10.55563/clinexprheumatol/ov6027

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A preliminary therapeutic study of the effects of molecular hydrogen on intestinal dysbiosis and small intestinal injury in high-fat diet-loaded senescence-accelerated mice2024

    • Author(s)
      Takahashi Sayaka、Nakagawa Keiichi、Nagata Wataru、Koizumi Akiho、Ishizuka Toshiaki
    • Journal Title

      Nutrition

      Volume: 122 Pages: 112372-112372

    • DOI

      10.1016/j.nut.2024.112372

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Treatment with lysophosphatidic acid prevents microglial activation and depression-like behaviours in a murine model of neuropsychiatric systemic lupus erythematosus2023

    • Author(s)
      Nagata Wataru、Koizumi Akiho、Nakagawa Keiichi、Takahashi Sayaka、Gotoh Mari、Satoh Yasushi、Ishizuka Toshiaki
    • Journal Title

      Clinical and Experimental Immunology

      Volume: 212 Issue: 2 Pages: 81-92

    • DOI

      10.1093/cei/uxad010

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      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Two-carba cyclic phosphatidic acid treatment promotes phenotypic switch from M1 to M2 microglia and prevents behavioral abnormalities in a mouse model of neuropsychiatric systemic lupus erythematosus2023

    • Author(s)
      Nagata Wataru、Gotoh Mari、Koizumi Akiho、Fukasawa Keiko、Nakagawa Keiichi、Satoh Yasushi、Ishizuka Toshiaki
    • Journal Title

      Human Cell

      Volume: 36 Issue: 6 Pages: 2006-2015

    • DOI

      10.1007/s13577-023-00964-w

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neonatal administration of a subanaesthetic dose of JM-1232(-) in mice results in no behavioural deficits in adulthood2021

    • Author(s)
      Iwanaga Koji、Satoh Yasushi、Akai Ryosuke、Ishizuka Toshiaki、Kazama Tomiei、Ikeda Takehiko
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 12874-12874

    • DOI

      10.1038/s41598-021-92344-3

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  • [Journal Article] Extracellular signal‐regulated kinases 2 (Erk2) and Erk5 in the central nervous system differentially contribute to central sensitization in male mice2021

    • Author(s)
      Matsuura Fumihiro、Satoh Yasushi、Itakura Sayako、Morohashi Toru、Kawaguchi Masanori、Takahashi Tetsuya、Iwanaga Koji、Terashima Hayato、Kobayashi Yasushi、Wang Xin、Ishizuka Toshiaki、Endo Shogo、Ikeda Takehiko
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience Research

      Volume: 99 Issue: 6 Pages: 1666-1688

    • DOI

      10.1002/jnr.24827

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of oxidized low-density lipoprotein on differentiation of mouse neural progenitor cells into neural cells2020

    • Author(s)
      Ishizuka Toshiaki、Nagata Wataru、Nomura-Takahashi Sayaka、Satoh Yasushi
    • Journal Title

      European Journal of Pharmacology

      Volume: 888 Pages: 173456-173456

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2020.173456

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  • [Presentation] リゾホスファチジン酸の投与はSLEモデルマウスの糸球体腎炎を改善する2023

    • Author(s)
      永田 亘、石塚 俊晶
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  • [Presentation] Effects of molecular hydrogen to age-related changes in T cell subsets and cytokine-producing capabilities on senescence-accelerated mouse fed with high fat and high sucrose diet2023

    • Author(s)
      Nakagawa K, Takayama E, Koizumi A, Nagata W, Takahashi S, Ishizuka T
    • Organizer
      19th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Treatment with cyclic phosphatidic acid suppresses depression-like bahavior and M1 type microglia activation in a mouse model of neuropsychiatric lupus2023

    • Author(s)
      Nagata W, Gotoh M, Koizumi A, Nakagawa K, Fukasawa K, Satoh Y, Ishizuka T
    • Organizer
      19th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リゾホスファチジン酸の投与はSLEモデルマウスの単球系細胞に対して抑制的に作用する2023

    • Author(s)
      永田 亘、小泉 明穂、中川 慶一、大澤 有紀子、高山 英次、石塚 俊晶
    • Organizer
      第41回日本ヒト細胞学会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 腸内細菌叢および腸管組織に与える老化や高脂肪食摂取の影響とその制御2023

    • Author(s)
      中川 慶一、高橋 さやか、永田 亘、石塚 俊晶
    • Organizer
      第41回日本ヒト細胞学会シンポジウム
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高脂肪食負荷老化促進マウスのディスバイオシスおよび腸管炎症に対する分子状水素の効果2022

    • Author(s)
      高橋 さやか、中川 慶一、永田 亘、小泉 明穂、石塚 俊晶
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  • [Presentation] リゾホスファチジン酸がSLEモデルマウスの糸球体腎炎を改善させる2022

    • Author(s)
      永田 亘、小泉 明穂、中川 慶一、高橋 さやか、石塚 俊晶
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 老化促進モデルマウスにおけるT細胞分画およびサイトカイン産生能と加齢に伴う変化の検討2022

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      中川 慶一、高山 英次、小泉 明穂、永田 亘、高橋 さやか、石塚 俊晶
    • Organizer
      第40回日本ヒト細胞学会学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リゾホスファチジン酸(LPA)の投与はSLEモデルマウスの抑うつ様行動異常を改善する2022

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      永田 亘、石塚 俊晶
    • Organizer
      第66回日本リウマチ学会学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高脂肪食負荷老化促進マウスの腸管障害に対する分子状水素の改善作用2022

    • Author(s)
      高橋 さやか、中川 慶一、永田 亘、小泉 明穂、石塚 俊晶
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] リゾホスファチジン酸(LPA)がLPA受容体を介して精神神経ループスモデルマウスの抑うつを改善する2022

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      永田 亘、小泉 明穂、中川 慶一、高橋 さやか、石塚 俊晶
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] CSF1受容体阻害薬PLX3397の強化学習能力への影響2022

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      第95回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] 高濃度水素ゼリーは高脂肪食負荷老化促進マウスの腸管障害を改善する2021

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      高橋 さやか、中川 慶一、永田 亘、小泉 明穂、石塚 俊晶
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  • [Presentation] 環状ホスファチジン酸が精神神経ループスモデルマウスの抑うつを改善する2021

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      永田 亘、小泉 明穂、中川 慶一、高橋 さやか、深澤 桂子、後藤 真里、石塚 俊晶
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  • [Presentation] 高脂肪食およびLPS投与が脳内炎症、神経新生および認知機能に及ぼす影響2021

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      石塚 俊晶、永田 亘、高橋 さやか、太田 宏之、佐藤 泰司
    • Organizer
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  • [Presentation] Transrepression作用選択的なLiver X 受容体リガンドの創製とインフラマソーム活性化に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      高橋 さやか、梅田 香織、槇島 誠、橋本 祐一、石塚 俊晶、石川 稔
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 行動柔軟性を評価するための5本腕バンディットタスク2021

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      太田 宏之、荒毛 将史、佐鳥 玖仁朗、宝田 悠、高橋 達二、佐藤 泰司、守本 祐司、石塚 俊晶
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Transrepression作用選択的LXRリガンドはミクログリアや神経前駆細胞のインフラマソーム活性化を抑制する2020

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      石塚 俊晶、高橋 さやか、合田 和香美、槇島 誠、石川 稔
    • Organizer
      第38回日本ヒト細胞学会学術集会
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      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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