幼若期における欠食が短期的または持続的に与える影響の解明とその改善法の検討

• Project/Area Number: 21H00803
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡田 晋治 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (50376563)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 亮 摂南大学, 農学部, 教授 (70443926)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000); Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2021: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
• Keywords: 欠食 / 記憶 / 腸内細菌叢 / 食事 / 脳機能 / 代謝

Outline of Research at the Start

近年問題視されている食事の問題として朝食欠食がある。幼若期の朝食欠食率は高く、政策的アプローチや食育活動により改善がはかられている。本研究では、動物モデルを用いて幼若期の欠食が生体に及ぼす影響とその機序の解明、そして、影響の持続性の検討、さらには、機能性食品素材による影響緩和法の検討を行う。最終的には、科学的エビデンスを付与し、朝食欠食問題の重要性発信に貢献すること、および、朝食欠食の影響改善に関する新たなアプローチを提案することによって、問題解消に寄与することを目指している。

Outline of Annual Research Achievements

成長期における朝食欠食が近年問題視されており、心身の発達に悪影響を与えることが危惧されている。朝食摂食頻度と学力の相関が知られる一方、成長期の朝食欠食が脳機能へ与える影響は明確に示されていない。そこで本研究では活動期、つまり暗期の前半6時間欠食を朝食欠食として定義し、成長期マウスを用いて慢性的な朝食欠食の脳機能への影響について評価を行った。5週齢のC57BL/6Nマウスを用い、自由摂食群(AL群)と朝食欠食群(SB群)の2群にわけて21日間飼育した。AL群は一日中餌を摂取できる状態で飼育し、SB群は活動期前半(ZT12~18)の6時間給餌を停止して飼育し、これをもって活動期前半欠食すなわち朝食欠食とみなした。行動試験はZT14~16の間に行ったが、行動試験当日にはSB群も給餌停止をせず、マウスが自由に餌を摂取できる状態にし、空腹の影響がないようにした。
SB群はAL群に対して体重増加量や飼料同化率が増加した。このことから先行研究と同様の朝食欠食モデルが作れていると判断した。行動試験当日のZT12~14(朝食にあたる時間)にも両群ともに同程度餌を摂取していたことから、空腹状態でないと判断した。自発活動量は両群間に差はなく、AL群に対してSB群において行動パターンの変化は確認できなかった。行動試験は短期空間的記憶能力を評価する位置認識試験、空間作業記憶能力を評価するY字迷路試験を行った。AL群に対してSB群では両試験において記憶能力の低下が見られた。上記より、空腹は記憶力低下には作用しておらず、朝食欠食によって記憶力低下が引き起こされた可能性が強く示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね計画通りに研究を進めている。

Strategy for Future Research Activity

⑤欠食が与える影響の持続性の検討を進める。
幼児期の欠食で受けた影響が、欠食解消後も持続的に維持される可能性を検証するため、これまでに確立した幼若期欠食モデルマウスについて、一定期間欠食を続けた後、通常摂食状態で飼育する。その後、欠食の影響が持続的に維持されているか検討する。
心身の発達に重要な幼児期に受けた影響の一部、例えば、脳への影響などは、不可逆なものとして固定化され、長期間もしくは生涯にわたりその影響が維持される。欠食の影響についてもその持続性を検討する。

Research Products

• [Journal Article] Dietary Alaska Pollack Protein Induces Acute and Sustainable Skeletal Muscle Hypertrophy in Rats. (2022)
  • Author(s): Uchida K, Fujitani M, Mizushige T, Kawabata F, Hayamizu K, Uozumi K, Hara Y, Sawai M, Uehigashi R, Okada S, Goto-Inoue N, Morisasa M, Kishida T.
  • Journal Title: Nutrients Volume: 14 Issue: 3 Pages: 547-547
  • DOI: 10.3390/nu14030547
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dietary iso-α-acids prevent acetaldehyde-induced liver injury through Nrf2-mediated gene expression (2021)
  • Author(s): Takase, T., Toyoda, T., Kobayashi, N., Inoue, T., Ishijima, T., Abe, K., Kinoshita, H., Tsuchiya, Y., and Okada, S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 16 Issue: 2 Pages: e0246327-e0246327
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0246327
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] De novo transcriptome analysis and comparative expression profiling of genes associated with the taste-modifying protein neoculin in Curculigo latifolia and Curculigo capitulata fruits. (2021)
  • Author(s): Okubo, S., Terauchi, K., Okada, S., Saito, Y., Yamaura, T., Misaka, T., Nakajima, K., Abe, K., and Asakura, T.
  • Journal Title: BMC Genomics Volume: 22 Issue: 1 Pages: 347-347
  • DOI: 10.1186/s12864-021-07674-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of soy isoflavones, resistant starch and Antibiotics on polycystic ovary syndrome (PCOS)-like features in letrozole-treated rats (2021)
  • Author(s): Liyanage, S. G. G., Inoue, R., Fujitani, M., Ishijima, T., Shibutani, T., Abe, K., Kishida, T. and Okada, S.
  • Journal Title: Nutrients Volume: 13 Issue: 11 Pages: 3759-3759
  • DOI: 10.3390/nu13113759
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 嗜好味受容体T1Rにおける新規レパートリーの発見と機能解明 (2023)
  • Author(s): 戸田安香、西原秀典、藏本多恵、蒲原功汰、後藤あず紗、星野杏子、岡田晋治、工樂樹洋、岡部正隆、石丸 喜朗
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
• [Presentation] Dietary fish protein improves skeletal muscle weight. (2022)
  • Author(s): Kishida, T., Uchida, K., Fujitani, M., Mizushige, T., Kawabata, F., Hayamizu, K., Okada, S., and Goto-Inoue, N.
  • Organizer: 22nd IUNS-ICN International Congress of Nutrition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of soy isoflavones, resistant starch and antibiotics in a letrozole treated polycystic ovary syndrome (PCOS) animal model. (2022)
  • Author(s): Liyanage, G. S. G., Inoue, R., Fujitani, M., Ishijima, T., Shibutani, T., Abe, K., Kishida, T., and Okada, S.
  • Organizer: 22nd IUNS-ICN International Congress of Nutrition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dietary Alaska pollack protein increases skeletal muscle weight and decreases gene expression of negative regulators of skeletal muscle mass in rats. (2022)
  • Author(s): Fujitani, M., Nakagawa, H., Doi, N., Uchida, K., Mizushige, T., Hayamizu, K., Okada, S., and Kishida, T.
  • Organizer: 22nd IUNS-ICN International Congress of Nutrition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 食品機能性研究におけるトランスクリプトーム解析の活用事例と展望 (2022)
  • Author(s): 岡田晋治
  • Organizer: 第66回日本薬学会関東支部大会シンポジウム「道具としてのデータサイエンス」
• [Presentation] 成長期における慢性的な活動期前半欠食の脳機能への影響 (2022)
  • Author(s): 佐々木 海帆、石島 智子、岡田 晋治
  • Organizer: 日本農芸化学会2022年度大会, 京都（オンライン）
• [Remarks] 東京大学大学院農学生命科学研究科食品機能学寄付講座
  • URL: https://webpark2079.sakura.ne.jp/wp/
• [Remarks] 東京大学 大学院農学生命科学研究科 食品機能学寄付講座
  • URL: https://webpark2079.sakura.ne.jp/wp/