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Mitochondrial dysfunction and diabetic Neuropathy: the efficacy of mitochondrial function-improving agents.

Research Project

Project/Area Number 21K06718
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionAichi Gakuin University

Principal Investigator

Kato Koichi  愛知学院大学, 薬学部, 教授 (40319322)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 文子  愛知学院大学, 薬学部, 講師 (60513934)
巽 康彰  東邦大学, 薬学部, 准教授 (40335055)
加藤 義郎  愛知医科大学, 医学部, 教授 (40513429)
近藤 正樹  愛知医科大学, 医学部, 講師 (00717910)
姫野 龍仁  愛知医科大学, 医学部, 准教授 (60753762)
神谷 英紀  愛知医科大学, 医学部, 教授 (70542679)
中村 二郎  愛知医科大学, 医学部, 教授 (40283444)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords糖尿病性神経障害 / 高血糖 / 酸化ストレス / ミトコンドリア / イメグリミン / 糖尿病神経障害 / ミトコンドリア機能異常 / オートファジー / ミトコンドリア機能改善薬
Outline of Research at the Start

糖尿病性神経障害は患者のQOLや生命予後に影響するが、有効な治療法は確立されておらず、その病態解明と治療法の確立が急務である。神経障害の成因のひとつにミトコンドリア由来の酸化ストレスが考えられている。一方、新規経口血糖降下薬のイメグリミンは、血管系細胞や肝細胞において活性酸素を抑制しミトコンドリア機能を改善することが報告されている。
本研究では、神経系細胞における、高血糖および低血糖によるミトコンドリア機能異常の
糖尿病性神経障害の病態に対する関与を解明し、イメグリミンを含むミトコンドリア機能改善薬の糖尿病性神経障害への効果を検討し、新規糖尿病性神経障害治療の可能性を深策する。

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study was to elucidate the mechanism by which hyperglycemia and hypoglycemia induce diabetic neuropathy through mitochondrial dysfunction in neuronal cells and to clarify the efficacy of mitochondrial function-improving agents, including imeglimin, on diabetic neuropathy. In in vitro experiments using Schwann cells, it was confirmed that high glucose and low glucose induced mitochondrial dysfunction, and that imeglimin improved these abnormalities. Additionally, in in vivo experiments using STZ-diabetic rats, administration of imeglimin to diabetic rats significantly improved the decreases in sensory nerve conduction velocity and sciatic nerve blood flow. These findings suggest that imeglimin could be an effective therapeutic agent for the treatment of diabetic neuropathy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

糖尿病性神経障害は、合併頻度が高く患者のQOLや生命予後に影響するが、有効な治療法は確立されておらず、治療法の確立が急務と考えられている。本研究では、シュワン細胞における高血糖および低血糖によるミトコンドリア機能異常をイメグリミンが改善することが明らかになった。さらに糖尿病ラットへのイメグリミン投与によって糖尿病性神経障害の改善が認められた。これらの結果から、イメグリミンが糖尿病性神経障害に有効な治療薬となる可能性が考えられる。イメグリミンの糖尿病性神経障害治療薬として有効性が確立すれば、神経障害の発症・進行予防、患者QOL向上、さらに生命予後改善に大きく貢献すると考えられる。

Report

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

    (22 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Hyperglycaemia Aggravates Oxidised Low-Density Lipoprotein-Induced Schwann Cell Death via Hyperactivation of Toll-like Receptor 42024

    • Author(s)
      Wataru Nihei, Ayako Kato, Tatsuhito Himeno, Masaki Kondo, Jiro Nakamura, Hideki Kamiya, Kazunori Sango, Koichi Kato
    • Journal Title

      Neurol Int

      Volume: 16 Issue: 2 Pages: 370-379

    • DOI

      10.3390/neurolint16020027

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Docosahexaenoic acid suppresses oxidative stress-induced autophagy and cell death via the AMPK-dependent signaling pathway in the immortalized Fischer rat Schwann cells 12022

    • Author(s)
      Tatsumi Y, Kato A, Niimi N, Yako H, Himeno T, Kondo M, Tsunekawa S, Kato Y, Kamiya H, Nakamura J, Higai K, Sango K, Kato K.
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 8 Pages: 4405-4405

    • DOI

      10.3390/ijms23084405

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Protocol to image and analyze the morphology of mouse peripheral nerves using transmission electron microscopy2022

    • Author(s)
      Nakai-Shimoda H, Himeno T, Motegi M, Ozeki N, Inoue R, Hayami T, Miura-Yura E, Yamada Y, Morishita Y, Tsunekawa S, Kato Y, Seino Y, Kondo M, Naruse K, Kato K, Mizukami H, Nakamura J, Kamiya H.
    • Journal Title

      STAR Protoc.

      Volume: 3(3) Issue: 3 Pages: 101591-101591

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2022.101591

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Kir6.2-deficient mice develop somatosensory dysfunction and axonal loss in the peripheral nerves2021

    • Author(s)
      Nakai-Shimoda H,Himeno T,Okawa T, Miura-Yura E, Sasajima S, Kato M, Yamada Y, Morishita Y, Tsunekawa S, Kato Y, Seino Y, Inoue R, Kondo M, Seino S, Naruse K, Kato K, Mizukami H, Nakamura J, Kamiya H
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 25(1):103609 Issue: 1 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103609

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of pyruvate in maintaining cell viability and energy production under high-glucose conditions2021

    • Author(s)
      Yako Hideji、Niimi Naoko、Kato Ayako、Takaku Shizuka、Tatsumi Yasuaki、Nishito Yasumasa、Kato Koichi、Sango Kazunori
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 18910-18910

    • DOI

      10.1038/s41598-021-98082-w

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] イメグリミンはシュワン細胞において高血糖・低血糖によるミトコンドリア機能障害を改善しNAD+産生およびNAMPT活性を亢進する2023

    • Author(s)
      加藤文子、二瓶渉、八子英司、巽康彰、姫野龍仁、近藤正樹、加藤義郎、中村二郎、神谷英紀、三五一憲、加藤宏一
    • Organizer
      第66回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 糖尿病性神経障害を再考する~課題と進歩~「糖尿病性神経障害研究のトピックスと治療への展開」2023

    • Author(s)
      加藤宏一
    • Organizer
      第66回日本糖尿病学会年次学術集会 シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 糖尿病合併症の病態生理「糖尿病性神経障害の病態生理と治療薬の開発」2023

    • Author(s)
      加藤宏一
    • Organizer
      第32回日本病態生理学会大会 シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] IMEGLIMIN, A NEW ORAL HYPOGLYCEMIC AGENT, IMPROVES HYPERGLYCEMIA AND HYPOGLYCEMIA-INDUCED CELL DEATH AND MITOCHONDRIAL DYSFUNCTION IN SCHWANN CELLS2023

    • Author(s)
      Koichi Kato, Ayako Kato, Wataru Nihei, Hideji Yako, Tatsuhito Himeno, Masaki Kondo, Yoshiro Kato, Kazunori Sango, Jiro Nakamura, Hideki Kamiya.
    • Organizer
      33rd annual meeting of the diabetic neuropathy study group of the European Association for the Study of Diabetes (EASD), Neurodiab 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synergistic Effects of Hyperglycemia and Dyslipidemia on Diabetic Neuropathy-High Glucose Aggravates Oxidized LDL-Induced Schwann Cell Death via Hyperactivation of TLR42023

    • Author(s)
      Wataru Nihei, Ayako Kato, Tatsuhito Himeno, Masaki Kondo, Jiro Nakamura, Hideki Kamiya, Kazunori Sango, Koichi Kato
    • Organizer
      American Diabetes Association 83rd scientific sessions.
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脂質異常症を合併した糖尿病性神経障害の発症・進展メカニズム-酸化LDLによるTLR4活性化、炎症性サイトカインとシュワン細胞死2023

    • Author(s)
      二瓶渉、加藤文子、姫野龍仁、近藤正樹、中村二郎、神谷英紀、三五一憲、加藤宏一
    • Organizer
      第66回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 糖尿病性神経障害におけるTLR4発現・遺伝子変異の病態生理学的意義の解析2023

    • Author(s)
      二瓶渉、加藤文子、上田純礼、姫野龍仁、近藤正樹、中村二郎、神谷英紀、三五一憲、加藤宏一
    • Organizer
      第38回日本糖尿病合併症学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of imeglimin, a new oral hyperglycemic agent, on high glucose and low glucose-induced cell death and mitochondrial dysfunction in Schwann cells2022

    • Author(s)
      Ayako Kato, Hideji Yako, Yasuaki Tatsumi, Wataru Nihei, Tatsuhito Himeno, Masaki Kondo, Yoshiro Kato, Hideki Kamiya, Jiro Nakamura, Kazunori Sango, Koichi Kato.
    • Organizer
      The American Diabetes Association's 82nd Scientific Sessions(ADA)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 糖尿病性神経障害の発症メカニズム-シュワン細胞における高血糖および低血糖の酸化ストレスとアポトーシスへの影響-2022

    • Author(s)
      加藤文子、加藤宏一
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会 シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 糖尿病性神経障害の治療の進歩2022

    • Author(s)
      加藤宏一
    • Organizer
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会 シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] シュワン細胞における高・低グルコースによる酸化ストレス亢進に対するミトコンドリア機能改善薬の効果2022

    • Author(s)
      加藤文子、八子英司、巽康彰、二瓶渉、姫野龍仁、近藤正樹、加藤義郎、神谷英紀、中村二郎、加藤宏一
    • Organizer
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Pathogenesis of diabetic neuropathy induced by blood glucose fluctuation and hypoglycemia: oxidative stress and mitochondrial dysfunction2022

    • Author(s)
      Ayako Kato, Koichi Kato
    • Organizer
      第99回日本生理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Docosahexaenoic Acid Suppresses Oxidative Stress-Induced Autophagy and Cell Death through the AMPKDependent Signaling Pathway in Immortalized Adult Rat Schwann (IFRS1) Cells.2021

    • Author(s)
      Yasuaki Tatsumi, Ayako Kato, Naoko Niimi, Hideji Yako, Tatsuhito Himeno, Masaki Kondo, Shin Tsunekawa, Yoshiro Kato, Hideki Kamiya, Jiro Nakamura, Kazunori Sango, Koichi Kato
    • Organizer
      The American Diabetes Association's 81st Scientific Sessions(ADA)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DHAはラット不死化シュワン細胞においてAMPK依存性シグナル経路を介して酸化ストレス誘導オートファジーと細胞死を抑制する2021

    • Author(s)
      巽 康彰、加藤 文子、新見 直子、八子 英司、姫野 龍仁、近藤 正樹、加藤 義郎、神谷 英紀、中村 二郎、三五 一憲、加藤 宏一
    • Organizer
      第64回日本糖尿病学会年次学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] イメグリミンはシュワン細胞において高・低グルコースによるミトコンドリア機能障害を改善し細胞死を抑制する2021

    • Author(s)
      加藤文子、巽康彰、八子英司、三五一憲、姫野龍仁、近藤正樹、加藤義郎、神谷英紀、中村二郎、加藤宏一
    • Organizer
      第64回日本糖尿病学会年次学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 糖尿病性神経障害における高グルコース・低グルコースの神経ミトコンドリア機能に対する影響―ミトコンドリア機能改善薬の効果―2021

    • Author(s)
      加藤文子、巽康彰、二瓶渉、八子英司、三五一憲、姫野龍仁、近藤正樹、加藤義郎、神谷英紀、中村二郎、加藤宏一
    • Organizer
      第36回日本糖尿病合併症学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 愛知学院大学 薬学部 医療薬学科 薬物治療学講座ホームページ

    • URL

      http://www.phar.agu.ac.jp/lab/medicine/index.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report 2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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