Influence of advanced glycation end-products on the meat production of hyperglycemic chickens

• Project/Area Number: 23K05508
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42010:Animal production science-related
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 牧野 良輔 岩手大学, 農学部, 准教授 (80772821)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橘 哲也 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (80346832)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: AGEs / LC-MS / 高血糖 / ニワトリ / 終末糖化産物 / LCMS / 骨格筋

Outline of Research at the Start

ニワトリは正常なヒトやその他家畜と比較しておよそ 3~5倍高い血糖値を示す。グルコースはタンパク質と非酵素的に結合し、最終的に終末糖化産物(AGEs)を形成する。AGEs は、(1)インスリン抵抗性、(2)酸化ストレスおよび(3)筋分化阻害を引き起こすことから、ニワトリの生産性を低下させる恐れがある。しかしながら、 ニワトリにおける AGEs の研究は進んでおらず、生体内濃度も不明である。本研究では、AGEs の多様な分子種を区別してニワトリ生体内のAGEs濃度を定量することに加え、それらがニワトリ骨格筋に与える影響を明らかにすることで、ニワトリの産肉性向上を目指す新規のアプローチを提示する。

Outline of Annual Research Achievements

高血糖動物であるニワトリは、その他家畜と比較しておよそ3~5倍高い血糖値を示す。グルコースはタンパク質と非酵素的に結合し、最終的に終末糖化産物（AGEs）を形成する（糖化反応）。AGEsは、(1)インスリン抵抗性、(2)酸化ストレスおよび(3)筋分化阻害を引き起こすことから、ニワトリの生産性を低下させる恐れがある。しかしながら、ニワトリにおけるAGEsの研究は進んでおらず、生理的作用を明らかにするために必要な、生体内濃度も不明である。本研究では、①AGEsの多様な分子種を区別してニワトリの生体内濃度を定量することに加え、それらが②ニワトリ骨格筋に与える影響を明らかにするよう試みる。

本年度は、AGEsの多様な分子種を区別した定量法の開発を試みた。研究代表者の所属が申請時と変更になったことから、申請時点の計画を一部変更した。大きな変更点として、申請時はタンデム質量分析装置を用いる系を計画していたが、普及モデルであるシングル質量分析装置へと変更した。まずは非誘導体化の測定系の作出を試みた。その結果、従来測定が可能だった3種類のAGEsに加え、新たに4種類のAGEsを定量することが可能となった。そこで、ニワトリ血漿および骨格筋中の7種類のAGEsの定量を試みた。しかしながら、いくつかのAGEsは血漿および骨格筋中の濃度が微量であり、より高感度の測定系が必要であることが判明した。
次年度は生体サンプルの前処理やAGEsの誘導体化を含めた、高感度の測定系の作出に取り組む。普及モデルでの多様なAGEs測定が可能になれば、より広い分野でAGEsの分子種の違いに関する知見の獲得が可能になると考えている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画では、ニワトリ臓器間のAGEs濃度を比較するところまで進む予定であったが、所属組織の変更に伴い当初計画の測定系を変更する必要が生じたため、AGEs測定系の立ち上げが遅れた。そのため、生体サンプルの測定は血漿と骨格筋のみしか行えておらず、臓器間比較までは至れなかった。また、新しく立ち上げた測定系も感度面での課題があるため、進捗状況はやや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、ニワトリ生体サンプルの高感度なAGEs分析系を構築する。また、AGEsがニワトリの生理的な機能に与える影響を明らかにするべく、必要な予備実験を並行して実施する。