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Action mechanism of functional food and natural medicine focusing on AMP kinase and related signaling molecules in skeletal muscle

Research Project

Project/Area Number 23617009
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Integrated Nutrition Science
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

HAYASHI Tatsuya  京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (00314211)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) FUSHIKI Tohru  京都大学, 大学院農学研究科, 教授 (20135544)
INOUE Kazuo  京都大学, 大学院農学研究科, 准教授 (80213148)
TOYODA Taro  京都大学, iPS細胞研究所, 助教 (60593530)
Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
KeywordsAMPキナーゼ / 機能性食品 / 生薬 / 骨格筋 / インスリン / 糖輸送 / シグナル伝達 / エネルギー代謝 / AMPキナーゼ / 糖代謝 / 運動
Outline of Final Research Achievements

In the present study we found by using rat skeletal muscle that (1) similar to exercise (muscle contraction), Coptidis rhizoma extract, caffeic acid, salicylate and metformin, all of which have been associated with anti-diabetic properties, acutely stimulate 5'-AMP-activated protein kinase (AMPK) with decreased energy status, (2) caffeine stimulates AMPK, but unlike exercise, concomitantly inhibits insulin receptor signaling, (3) Pu-erh tea extract and its active ingredient gallic acid do not affect AMPK, but stimulate Akt in the absence of insulin, and (4) AMPK activator AICAR has a metabolomic action similar to that of muscle contraction.

Report

(4 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Research-status Report
  • 2011 Research-status Report
  • Research Products

    (49 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (25 results) (of which Invited: 3 results) Book (5 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Activation of 5′AMP-activated protein kinase in skeletal muscle by exercise and phytochemicals2014

    • Author(s)
      Egawa T, Tsuda S, Oshima R, Goto K, Hayashi T
    • Journal Title

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 55-64

    • DOI

      10.7600/jpfsm.3.55

    • NAID

      130003397905

    • ISSN
      2186-8123, 2186-8131
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  • [Journal Article] AICAR stimulation metabolome-widely mimics electrical contraction in isolated rat epitrochlearis muscle2013

    • Author(s)
      Miyamoto L, Egawa T, Oshima R, Kurogi E, Tomida Y, Tsuchiya K, Hayashi T
    • Journal Title

      Am J Physiol Cell Physiol

      Volume: 306 Issue: 12 Pages: C1214-C1222

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00162.2013

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  • [Journal Article] Enteral supplement enriched with glutamine, fiber, and oligosaccharide attenuates experimental colitis in mice2013

    • Author(s)
      Joo E, Yamane S, Hamasaki A, Harada N, Matsunaga T, Muraoka A, Suzuki K, Nasteska D, Fukushima T, Hayashi T, Tsuji H, Shide K, Tsuda K, Inagaki N
    • Journal Title

      Nutrition

      Volume: 29(3):549-55 Issue: 3 Pages: 549-555

    • DOI

      10.1016/j.nut.2012.09.007

    • NAID

      120005242568

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  • [Journal Article] Pu-erh tea hot water extract activates Akt and induces insulin-independent glucose transport in rat skeletal muscle2013

    • Author(s)
      Ma Xiao
    • Journal Title

      J Medicinal Food

      Volume: 16 Issue: 3 Pages: 259-262

    • DOI

      10.1089/jmf.2012.2520

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    • Author(s)
      大島里詠子, 林 達也.
    • Journal Title

      循環器内科

      Volume: 73 Pages: 21-25

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  • [Journal Article] 血中ブドウ糖が筋肉内で消費される過程と酵素2013

    • Author(s)
      大島里詠子, 林 達也.
    • Journal Title

      日本医事新報

      Volume: No.4635 Pages: 56-57

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  • [Journal Article] Coffee polyphenol caffeic acid but not chlorogenic acid increases 5'AMP-activated protein kinase and insulin-independent glucose transport in rat skeletal muscle2012

    • Author(s)
      Tsuda Satoshi
    • Journal Title

      J Nutr Biochem

      Volume: 23 Issue: 11 Pages: 1403-1409

    • DOI

      10.1016/j.jnutbio.2011.09.001

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    • Author(s)
      Toyoda T, Egawa T, Hayashi T.
    • Journal Title

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 1 Issue: 1 Pages: 59-64

    • DOI

      10.7600/jpfsm.1.59

    • NAID

      10031158926

    • ISSN
      2186-8123, 2186-8131
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  • [Journal Article] Leptin activates hepatic 5’ AMP-Activated Protein Kinase through sympathetic nervous system and α1 adrenergic receptor: A potential mechanism for improvement of fatt Li Yver in lipodystrophy by leptin2012

    • Author(s)
      Miyamoto L, Nakao K, et al
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 287 Issue: 48 Pages: 40441-40447

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.384545

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  • [Journal Article] Increased dystrophin mRNA and protein levels in atrophic skeletal muscles in streptozotocin-induced diabetic rats2012

    • Author(s)
      Egawa Tatsuro
    • Journal Title

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 1 Issue: 4 Pages: 709-713

    • DOI

      10.7600/jpfsm.1.709

    • NAID

      10031159010

    • ISSN
      2186-8123, 2186-8131
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  • [Journal Article] A short bout of stair climbing/descending exercise attenuates postprandial hyperglycemia in middle-aged males with impaired glucose tolerance.2012

    • Author(s)
      Tetsuo Takaishi, et al.
    • Journal Title

      Appl Physiol Nutr Metab

      Volume: 37 Issue: 1 Pages: 193-196

    • DOI

      10.1139/h11-140

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  • [Journal Article] Coptidis Rhizoma water extract stimulates 5'-AMP-activated protein kinase in rat skeletal muscles2011

    • Author(s)
      Xiao Ma, Tatsuro Egawa, et al
    • Journal Title

      Chin J Nat Med

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 215-221

    • DOI

      10.3724/sp.j.1009

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  • [Journal Article] Caffeine modulates phosphorylation of insulin receptor substrate-1 and impairs insulin signal transduction in rat skeletal muscle2011

    • Author(s)
      Tatsuro Egawa, et al
    • Journal Title

      J Appl Physiol

      Volume: 111 Issue: 6 Pages: 1629-1636

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00249.2011

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  • [Journal Article] 運動によるAMPキナーゼの活性化2011

    • Author(s)
      江川達郎 他
    • Journal Title

      内分泌・糖尿病・代謝内科

      Volume: 33 Pages: 79-85

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  • [Journal Article] 骨格筋糖取り込み制御機構に及ぼすカフェインの影響2011

    • Author(s)
      江川達郎
    • Journal Title

      RIニュース

      Volume: 55 Pages: 4-7

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  • [Journal Article] 運動による糖尿病改善の分子機構 骨格筋代謝促進のメカニズム2011

    • Author(s)
      林 達也
    • Journal Title

      臨床運動療法研究会誌

      Volume: 13 (1) Pages: 23-25

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  • [Presentation] カフェインは収縮時骨格筋AMPキナーゼ活性化および糖輸送活性を増強する2014

    • Author(s)
      津田諭志, 江川達郎, 大島里詠子, 木谷一登, 馬 嘯, 林 達也
    • Organizer
      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
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      大阪市 大阪国際会議場
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  • [Presentation] サリチル酸によるラット骨格筋AMPキナーゼの急性的活性化2014

    • Author(s)
      芹澤康浩, 大島里詠子, 吉田光希, 佐近一翔, 木谷一登, 後藤亜由美, 津田諭志, 林達也
    • Organizer
      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
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      大阪市 大阪国際会議場
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] (教育講演)高強度有酸素運動の有用性2014

    • Author(s)
      林 達也
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      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
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      大阪市 大阪国際会議場
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  • [Presentation] ラット骨格筋におけるメトホルミンによるAMPキナーゼの急性的活性化2014

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      大島里詠子, 山田麻友美, 黒木英梨子, 荻野陽平, 津田諭志, 馬 嘯, 江川達郎, 林 達也
    • Organizer
      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      大阪市 大阪国際会議場
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 2型糖尿病患者の食後血糖は短時間の階段昇降運動によって急性的に 降下する2014

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      本田寛人, 井垣誠, 畑中友紀, 小松素明, 田中愼一郎, 三木哲雄, 高石鉄雄, 林達也
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      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      大阪市 大阪国際会議場
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  • [Presentation] カフェインは収縮による骨格筋AMPキナーゼ活性化を増強する2013

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      津田諭志, 江川達郎, 木谷一登, 大島里詠子, 林 達也
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      第56回日本糖尿病学会年次学術集会
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      熊本市 テトリア熊本ビル
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  • [Presentation] メトホルミンはラット骨格筋のAMPキナーゼを急性的に活性化する2013

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      大島里詠子, 山田麻友美, 荻野陽平, 津田諭志, 江川達郎, 林 達也
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      第56回日本糖尿病学会年次学術集会
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      熊本市 テトリア熊本ビル
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  • [Presentation] カフェインが収縮時の骨格筋AMPキナーゼ活性化および糖輸送活性に及ぼす影響2013

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      津田諭志, 江川達郎, 木谷一登, 大島里詠子, 林 達也
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      第68回日本体力医学会大会
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      東京都千代田区 日本教育会館
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      大島里詠子, 津田諭志, 江川達郎, 林 達也
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      第34回日本肥満学会
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      東京都千代田区 東京国際フォーラム
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  • [Presentation] カフェインによる骨格筋収縮時のAMPキナーゼ活性化および糖輸送活性に与える相互作用2013

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      津田諭志, 江川達郎, 大島里詠子, 林 達也
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      第34回日本肥満学会
    • Place of Presentation
      東京都千代田区 東京国際フォーラム
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      江川達郎, 増田慎也, 後藤勝正, 林 達也
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      第56回日本糖尿病学会年次学術集会
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      熊本市 ホテル日航熊本
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  • [Presentation] 骨格筋糖取り込み制御機構に及ぼすカフェインの影響2012

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      江川 達郎
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      平成23年度放射性同位元素総合センター 実験室利用成果発表会(招待講演)
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      京都大学放射性同位元素総合センター(京都府)
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      江川達郎 他
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      第65回日本栄養・食糧学会大会
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      お茶の水女子大学(東京都)
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  • [Presentation] カフェインによる骨格筋インスリンシグナル伝達の抑制2011

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      第54回日本糖尿病学会年次学術集会
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      ロイトン札幌(北海道)
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  • [Presentation] 教育講演 糖尿病の運動療法 レベルアップの理論と実践2011

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      林 達也
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      第54回日本糖尿病学会年次学術集会(招待講演)
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      ロイトン札幌(北海道)
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  • [Presentation] コーヒーポリフェノールのクロロゲン酸とカフェ酸によるラット骨格筋AMPK活性化と糖取り込み促進作用2011

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      津田諭志 他
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      第66回日本体力医学会大会
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      海峡メッセ(山口県)
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  • [Presentation] コーヒー成分(カフェイン・カフェ酸・クロロゲン酸)の骨格筋糖輸送と関連シグナルに及ぼす影響2011

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      江川達郎 他
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      第32回日本肥満学会
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      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
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  • [Presentation] Effects of coffee ingredients; caffeine, caffeic acid, chlorogenic acid, on glucose transport in rat skeletal muscle.2011

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      Tatsuro Egawa et al.
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      2011 The International Society for Nutraceuticals and Functional Foods (ISNFF) Annual Conference
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌(北海道)
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  • [Presentation] カフェインによるIKK/NFκ-Bシグナル活性化を介した骨格筋インスリンシグナル伝達抑制作用

    • Author(s)
      江川達郎、津田諭志、大島里詠子、浜田拓、林達也
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      第55回日本糖尿病学会年次学術集会
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      パシフィコ横浜(横浜市)
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  • [Presentation] カフェインが骨格筋インスリン依存性糖輸送とその制御因子に及ぼす影響

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      江川達郎、津田諭志、大島里詠子、浜田拓、林達也
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      第66回日本栄養・食糧学会大会
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      東北大学(仙台市)
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  • [Presentation] カフェインが筋収縮による骨格筋糖代謝シグナル活性化に与える相互作用

    • Author(s)
      津田諭志、江川達郎、木谷一登、大島里詠子、林達也
    • Organizer
      第67回日本体力医学会大会
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      岐阜都ホテル(岐阜市)
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  • [Presentation] カフェインは骨格筋収縮時のAMPキナーゼ活性化を増強しAkt活性化を抑制する

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      津田諭志、江川達郎、大島里詠子、林達也
    • Organizer
      第33回日本肥満学会
    • Place of Presentation
      ホテルグランヴィア京都(京都市)
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  • [Presentation] 教育講演 肥満症と運動療法-肥満症治療におけるレジスタンストレーニングの意義

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      林 達也
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      第33回日本肥満学会
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      ホテルグランヴィア京都(京都市)
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  • [Presentation] レスベラトロールによる骨格筋AMPキナーゼの活性化とAkt抑制

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      大島里詠子、津田諭志、林達也
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      第33回日本肥満学会
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      ホテルグランヴィア京都(京都市)
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  • [Presentation] 運動と生薬の接点を求めて-骨格筋シグナル伝達を基軸に置いた検討が示唆するもの

    • Author(s)
      林 達也
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      第17回京都生活習慣病科学カンファランス
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      ANAクラウンプラザホテル京都(京都市)
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  • [Book] Regulation mechanism of caffeine on glucose transport and upstream signaling pathways in skeletal muscle. In: Consumption, Side Effects and Impact on Performance and Mood (Deriso CH and Hsu S.eds.)2014

    • Author(s)
      Egawa T, Tsuda S, Hamada T, Goto K, Hayashi T.
    • Publisher
      Nova Science Publishers
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  • [Book] 第8章 糖代謝 「糖尿病の治療」. In: 最新 内分泌代謝学(中尾一和編集主幹)2013

    • Author(s)
      林 達也
    • Total Pages
      1004
    • Publisher
      診断と治療社
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  • [Book] Chapter 90: Caffeine and Insulin-Independent Glucose Transport. In: Tea in Health and Disease Prevention (Preedy VR ed.)2012

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      Egawa T, Ma X, Hamada T, Hayashi T.
    • Publisher
      Academic Press
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  • [Book] 糖尿病治療薬とその作用機序 ビグアナイド薬 In: 糖尿病学イラストレイテッド(春日雅人編)2012

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      坂本 啓 他
    • Publisher
      羊土社
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  • [Book] Caffeine acutely modulates signaling mechanisms of glucose transport and protein synthesis in rat skeletal muscle. In: Sportology (Ogawa H, Lefevbre P, Kawamori R eds.)2011

    • Author(s)
      Egawa Tatsuro, et al.
    • Publisher
      International Academy of Sportology
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  • [Remarks] 京都大学大学院人間・環境学研究科 林達也研究室

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  • [Remarks] 京都大学大学院人間・環境学研究科 林達也研究室

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      http://www.hayashilab.org/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.hayashilab.org/

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Published: 2011-08-05   Modified: 2019-07-29  

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