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Understanding the molecular mechanisms of dietary restriction from the view of nutrients absorption

Research Project

Project/Area Number 20K11596
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 InstitutionUniversity of Toyama (2021-2023)
National Center for Geriatrics and Gerontology (2020)

Principal Investigator

Akagi Kazutaka  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (30794424)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords老化 / 食餌制限 / グルタミン酸トランスポーター / ショウジョウバエ / アミノ酸トランスポーター
Outline of Research at the Start

食餌制限(Dietary restriction: DR)は、霊長類を含む様々な生物において寿命延伸効果が確認されている。しかしながら、組織レベルにおけるDRの作用機構は、未だに不明な部分が多い。
申請者は、ショウジョウバエ腸管において、複数の膜貫通型トランスポーターの発現がDR特異的に上昇することを見出した。さらに、その中から、グルタミン酸トランスポーターが寿命の制御に重要であることを示唆する結果を得た。そこで本研究は、腸管のグルタミン酸トランスポーターの役割に注目し、栄養吸収の観点から食餌制限の作用機序を理解することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Dietary restriction (DR) is a robust environmental method to extend both life- and health-span in diverse organisms. However, the molecular mechanisms of DR in each tissue are not fully understood. We examined the role of amino acids transporters in the gut upon DR. We found that expression level of the glutamate transporters, dmGlut and Eaat1, are declined with age. On the other hand, DR upregulates these expressions and attenuates its age-dependent reduction. Furtermore, we found that gut-specific dmGlut as well as Eaat1 knockdown abrogates DR dependent lifespan extension. These results suggest that glutamate transporters in the gut play a crucial role for aging upon DR.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、加齢に伴い腸管におけるグルタミン酸トランスポーターの発現が低下することが明らかとなった。また、食餌制限による栄養介入によりその低下が抑制できることもわかった。今後、哺乳類を用いた解析が必要であるが、本研究により加齢に伴う低栄養状態の分子実態の一端が明らかにできたと考えている。この成果は、低栄養状態に付随したフレイルやサルコペニアの予防法開発へ繋がると期待している。

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

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 7 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Buck Institute for Research on Aging(米国)

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] New Possibilities for Evaluating the Development of Age-Related Pathologies Using the Dynamical Network Biomarkers Theory2023

    • Author(s)
      Akagi Kazutaka、Koizumi Keiichi、Kadowaki Makoto、Kitajima Isao、Saito Shigeru
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 12 Issue: 18 Pages: 2297-2297

    • DOI

      10.3390/cells12182297

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Musashi expression in intestinal stem cells attenuates radiation-induced decline in intestinal permeability and survival in Drosophila2020

    • Author(s)
      Sharma A., Akagi K., Pattavina B, Wilson K.A., Nelson C., Watson M., Maksoud E., Harata A., Ortega M., Brem R.B., Kapahi P
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75867-z

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 未病・老化研究におけるキイロショウジョウバエの活用2023

    • Author(s)
      赤木一考
    • Organizer
      第38回老化促進モデルマウス(SAM)学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 組織恒常性および老化におけるグルタミン代謝の寄与2023

    • Author(s)
      赤木一考、小泉桂一
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アミノ酸飢餓応答における脂肪組織でのGLS1の役割2023

    • Author(s)
      木曽田千咲、赤木一考、小泉桂一
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploring the physiological functions of GLS using mouse and Drosophila models2022

    • Author(s)
      深津日向子、町田雄大、赤木一考、小泉桂一
    • Organizer
      15th Japanese Drosophila Research Conference
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 未病の生物学的理解におけるキイロショウジョウバエの活用2022

    • Author(s)
      赤木一考、小泉桂一
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Glutamate metabolism upon dietary restriction on aging2022

    • Author(s)
      Kazutaka Akagi
    • Organizer
      Japan-Korea Joint Symposium on the 45th annual meeting of Japan Society for Biomedical Gerontology
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 加齢による腸機能の変化と食餌制限の効果2021

    • Author(s)
      赤木一考
    • Organizer
      第32回日本老年学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Glutamate transporters contribute to the lifespan extension upon dietary restriction in Drosophila melanogaster2020

    • Author(s)
      Ayano Harata, Kazutaka Akagi
    • Organizer
      第43回日本基礎老化学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Musashi expression in intestinal stem cells attenuates radiation-induced decline in intestinal permeability and survival in Drosophila2020

    • Author(s)
      Kazutaka Akagi, Amit Sharma, Ayano Harata, Pankaj Kapahi
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] The role of glutamate upon dietary restriction on aging in Drosophila2020

    • Author(s)
      Ayano Harata, Kazutaka Akagi
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] 生物の寿命延長2021

    • Author(s)
      南野徹(監修)
    • Total Pages
      460
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437732
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

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

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