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New physiological and pathological functions of glycogen metabolism

Research Project

Project/Area Number 21K11650
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 InstitutionWakayama Medical University

Principal Investigator

中田 正範  和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (10305120)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords1,5-AF / オキシトシン / グリコーゲン / NUCB2 / インスリン / 糖代謝 / 室傍核
Outline of Research at the Start

視床下部室傍核のNesfatin-1(Nesf)神経からOxytocin(Oxy)神経への神経回路は、生体への食情報の入力を適正に制御し、エネルギー代謝の恒常性を維持している。本研究では、グリコーゲン/澱粉から生成される1,5-Anhydro-D-fructose(1,5-AF)による、Nesf-Oxy神経回路を活性化作用を解明し、1,5-AFを用いたメタボリックシンドロームの新規の予防・治療法の確立を目指す基盤研究とする。

Outline of Annual Research Achievements

視床下部室傍核オキシトシン神経は摂食リズム調節を営み、生体への食情報の入力を適正に制御し、エネルギー代謝の恒常性を維持している。一方、オキシトシン神経活動のリズム変調による不規則な食情報の入力はメタボリックシンドローム(メタボ)を促進する。本研究では、「グリコーゲン代謝の中間産物の1,5-Anhydro-D-Fructose (1,5AF)は、オキシトシン神経リズムを調律して食情報を適正に制御し、エネルギー貯蔵を調節している。」と仮説を立て検証する。さらに、1,5-AFを用いたメタボリックシンドロームの新規の予防・治療法の確立を目指す基盤研究とする。
昨年度の成果として、1,5-AFの中枢性に直接的に室傍核オキシトシン神経を活性化し、摂食抑制作用を惹起する事が明らかにした。本年度は、1,5-AFの経口投与により室傍核においてNUCB2発現が増加する事、NUCB2の室傍核特異的ノックアウトマウスでは1,5-AFの摂食抑制作用が減弱することを明らかにした。室傍核のNUCB2陽性ニューロンはオキシトシンニューロン活性化作用を有することから、1,5-AFは直接的かつ間接的に室傍核オキシトシンニューロンを活性する事が示唆された。現在、室傍核NUCB2陽性ニューロンを活性化する分子の解析を行っている。
また、1,5-AFの経口投与時の、門脈血中濃度の測定を行い、1,5-AFは体内に吸収されること、さらに半減期が短い事が明らかになった。この結果は、1,5=AFを用いて適時に食欲を制御出来る可能性を示唆するものである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍で、当初の研究活動が制限された事に加え、用いる実験動物等の繁殖等が遅れた。

Strategy for Future Research Activity

現在、1,5-AFの末梢作用の解析を行い、既に1,5-AFの末梢作用の対象臓器・分子を同定しており、研究期間を延長して完成を目指す。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Emerging structural and pathological analyses on the erectile organ, corpus cavernous containing sinusoids2023

    • Author(s)
      Hashimoto D, Fujimoto K, Kim SW, et al.
    • Journal Title

      Reprod Med Biol.

      Volume: 22(1) Issue: 1

    • DOI

      10.1002/rmb2.12539

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 1,5-Anhydro-D-Fructose Exhibits Satiety Effects via the Activation of Oxytocin Neurons in the Paraventricular Nucleus2023

    • Author(s)
      Nakata Masanori、Yamaguchi Yuto、Monnkawa Hikaru、Takahashi Midori、Zhang Boyang、Santoso Putra、Yada Toshihiko、Maruyama Ikuro
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 9 Pages: 8248-8248

    • DOI

      10.3390/ijms24098248

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ghrelin signaling in the cerebellar cortex enhances GABAergic transmission onto Purkinje cells2023

    • Author(s)
      Hirono Moritoshi、Nakata Masanori
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 2150-2150

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29226-3

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Coexistence of sensory qualities and value representations in human orbitofrontal cortex2022

    • Author(s)
      Yoshimoto Takaaki、Okazaki Shuntaro、Sumiya Motofumi、Takahashi Haruka K.、Nakagawa Eri、Koike Takahiko、Kitada Ryo、Okamoto Shiki、Nakata Masanori、Yada Toshihiko、Kosaka Hirotaka、Sadato Norihiro、Chikazoe Junichi
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 102 Pages: 00067-0

    • DOI

      10.1016/j.neures.2022.02.004

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] TRPV1-Mediated Sensing of Sodium and Osmotic Pressure in POMC Neurons in the Arcuate Nucleus of the Hypothalamus2022

    • Author(s)
      Zhang Boyang、Kario Kazuomi、Yada Toshihiko、Nakata Masanori
    • Journal Title

      Nutrients

      Volume: 14 Issue: 13 Pages: 2600-2600

    • DOI

      10.3390/nu14132600

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Streptococcus pyogenes upregulates arginine catabolism to exert its pathogenesis on the skin surface2021

    • Author(s)
      Hirose Yujiro、Yamaguchi Masaya、Sumitomo Tomoko、Nakata Masanobu、Hanada Tomoki、Okuzaki Daisuke、Motooka Daisuke、Mori Yasushi、Kawasaki Hiroshi、Coady Alison、Uchiyama Satoshi、Hiraoka Masanobu、Zurich Raymond H.、Amagai Masayuki、Nizet Victor、Kawabata Shigetada
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 34 Issue: 13 Pages: 108924-108924

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.108924

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 視床下部による食行動リズム形成とその変調による代謝障害2024

    • Author(s)
      中田正範
    • Organizer
      第58回糖尿病学の進歩
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 血糖制御と臓器間コミュニケーション 視床下部による内蔵シグナル感知とエネルギー・糖調節2023

    • Author(s)
      中田正範
    • Organizer
      第66回 日本糖尿病学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 1,5-Anhydro-D-Fructose(1,5-AF)の肝臓ー脳連関による摂食抑制作用 の検討2023

    • Author(s)
      中田正範、三井翔太、森昌朋
    • Organizer
      第44回 日本肥満学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 1,5-anhydro-D-fructose(1,5-AF)の中枢作用2023

    • Author(s)
      中田正範,山口侑人,門川暉,張博洋
    • Organizer
      第66回 日本糖尿病学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 1,5-Anhydro-D-fructose(1,5-AF)の摂食抑制作用の解析2023

    • Author(s)
      中田 正範, 張 博洋
    • Organizer
      第43回日本肥満学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] The satiety effect of 1,5-Anhydro-d-fructose2023

    • Author(s)
      門川暉 山口侑人 中田正範
    • Organizer
      第100回日本生理学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 視床下部室傍核の概日リズムによる糖代謝2022

    • Author(s)
      中田 正範, 張 博洋
    • Organizer
      第95回 日本内分泌学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 弓状核POMCニューロンにおけるTRPV1の役割2022

    • Author(s)
      中田正範 他
    • Organizer
      第42回日本肥満学会・第39回日本肥満症治療学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 和歌山県立医科大学第二生理学

    • URL

      https://www.wakayama-med.ac.jp/dept/igakubu/160414/index.html

    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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