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Reveal of the theanine effect in the brain with antidepressant based on derivatization imaging MS.

Research Project

Project/Area Number 23K21178
Project/Area Number (Other) 21H02133 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 38050:Food sciences-related
Research InstitutionFukushima University

Principal Investigator

平 修  福島大学, 食農学類, 教授 (30416672)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三浦 至  福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (30612709)
前島 裕子  福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (40438669)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywordsイメージング / 質量分析 / うつ病 / テアニン / モノアミン / うつ
Outline of Research at the Start

テアニンがうつ病時の脳内神経伝達物質・各受容体の働きを改善することの証明には大きく2つの問いがある。(1)テアニンが及ぼす抗うつ効果(脳への働きかけ)の機序はどのようなものか?。(2)うつ病の原因とされる3つの仮説は、脳全体を俯瞰的・網羅的に調べた時にそれぞれ独立して状態で発症に繋がるのか、それとも関連性はあるのか?。これらの問いの解答にイメージングMS技術と分子生物学手法を合わせて挑む。

Outline of Annual Research Achievements

テアニンがうつ病時の脳内神経伝達物質・各受容体の働きを改善することの証明には大きく2つの問いがある。(1)テアニンが及ぼす抗うつ効果(脳への働きかけ)の機序はどのようなものか?。(2)うつ病の原因とされる3つの仮説は、脳全体を俯瞰的・網羅的に調べた時にそれぞれ独立して状態で発症に繋がるのか、それとも関連性はあるのか?。これらの問いの解答にイメージングMS技術と分子生物学手法を合わせて挑んでいる。
テアニン摂取うつマウスは、うつ度合いが低く、食欲も減退しない。脳内イメージング質量分析の結果ではうつマウスと、うつマウス+テアニンを比較すると、うつマウス+テアニンでは、L-DOPA(ドーパミン(DA)の前駆体)、DA、ノルアドレナリン(NE)およびアミノ酸であるGABAがうつマウスよりも多いことが分かっている。GABAに関しては視床下部室傍核において、うつマウスではGABAが減少しており、うつ+テアニンではGABAが大幅に増加していた。視床下部室傍核では、食欲制御をしている部位であり、通常、室傍核が活性化することで食欲が減退する。テアニンを摂取することで、室傍核部位でのGABA濃度が上がることは室傍核活性を抑制することになり、食欲減退を抑制することで食欲が向上させると考察でき、これはマウス観察結果と一致する。
うつ病では、海馬領域のBDNF(農由来栄養因子)減少による神経細胞の新生が抑制されると言われている。今回、うつマウス+テアニンではBDNF新生が抑制されていないことが示された。
体毛イメージングに関しては、前年度までに発見した新バイオマーカー群が再現よく検出されることも示すことができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

計画書通り、BDNFの測定を行い、差を見いだせている。

Strategy for Future Research Activity

脳内イメージング質量分析では、トリプトファン、チロシン、グルタミン酸などアミノ酸の動態も追う事でいつ、うつになるタイミング(セレトニン、L-DOPA、GABAの前駆体)がつかめると考え、アミノ酸イメージング質量分析にも着手する。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 11 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Determination and Imaging of Lactones in Beef by Girard’s Reagent T Derivatization Technique2024

    • Author(s)
      Shikano Hitomi、Matsumoto Kazunori、Honma Fumika、Obana Naoaki、Yoshinaga Kazuaki、Takada Yuka、Ishikawa Naoto、Hara Meguru、Kaneko Daisaku、Taira Shu
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 36 Issue: 3 Pages: 823

    • DOI

      10.18494/SAM4813

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • Year and Date
      2024-03-08
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Visualization of Nutrients and Functional Compounds of Asparagus (Asparagus officinalis L.) by Imaging Mass Spectrometry2024

    • Author(s)
      Furukawa Mariko、Shikano Hitomi、Watanabe Yukino、Muto Makoto、Kaneko Daisaku、Taira Shu
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 36 Issue: 3 Pages: 831

    • DOI

      10.18494/SAM4817

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • Year and Date
      2024-03-08
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparative Localization Analysis of Immature Soybean (Edamame) Content via Mass Spectrometry Imaging2024

    • Author(s)
      Taira Shu、Kaneko Daisaku、Shikano Hitomi、Miyama Yoko、Kurosawa Toshimitsu、Kuwaba Yuya、Miyabayashi Ayano、Terasawa Hideki、Kobayahi Shoko、Okajima Kosuke
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 36 Issue: 3 Pages: 841

    • DOI

      10.18494/SAM4823

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • Year and Date
      2024-03-08
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Primiparas’ prenatal depressive symptoms, anxiety, and salivary oxytocin level predict early postnatal maternal-infant bonding: a Japanese longitudinal study2024

    • Author(s)
      Kanekasu Hitomi、Shiraiwa Yachiyo、Taira Shu、Watanabe Hiroko
    • Journal Title

      Archives of Women's Mental Health

      Volume: 1 Issue: 4 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1007/s00737-024-01441-5

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Amino acid catabolite markers for early prognostication of pneumonia in patients with COVID-192023

    • Author(s)
      Maeda Rae、Seki Natsumi、Uwamino Yoshifumi、Wakui Masatoshi、Nakagama Yu、Kido Yasutoshi、Sasai Miwa、Taira Shu、Toriu Naoya、Yamamoto Masahiro、Matsuura Yoshiharu、Uchiyama Jun、Yamaguchi Genki、Hirakawa Makoto、Kim Yun-Gi、Mishima Masayo、Yanagita Motoko、Suematsu Makoto、Sugiura Yuki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 8469-8469

    • DOI

      10.1038/s41467-023-44266-z

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Shared GABA transmission pathology in dopamine agonist- and antagonist-induced dyskinesia2023

    • Author(s)
      Abe Yoshifumi、Yagishita Sho、Sano Hiromi、Sugiura Yuki、Dantsuji Masanori、Suzuki Toru、Mochizuki Ayako、Yoshimaru Daisuke、Hata Junichi、Matsumoto Mami、Taira Shu、Takeuchi Hiroyoshi、Okano Hideyuki、Ohno Nobuhiko、Suematsu Makoto、Inoue Tomio、Nambu Atsushi、Watanabe Masahiko、Tanaka Kenji F.
    • Journal Title

      Cell Reports Medicine

      Volume: 4 Issue: 10 Pages: 101208-101208

    • DOI

      10.1016/j.xcrm.2023.101208

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of hair components by nanoparticle-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging2022

    • Author(s)
      Taira Shu、Shikano Hitomi、Takahashi Nobuyuki
    • Journal Title

      Arabian Journal of Chemistry

      Volume: 15 Issue: 11 Pages: 104205-104205

    • DOI

      10.1016/j.arabjc.2022.104205

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimization of the use of Py?Tag for next generation derivatization reagents in imaging mass spectrometry2022

    • Author(s)
      Shikano Hitomi、Ikeda Akari、Maejima Yuko、Kobayashi Shoko、Terauchi Tsutomu、Yokoyama Jun、Shimomura Kenju、Taira Shu
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 134 Issue: 3 Pages: 264-268

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2022.06.007

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pyrylium based derivatization imaging mass spectrometer revealed the localization of L-DOPA2022

    • Author(s)
      Taira Shu、Ikeda Akari、Sugiura Yuki、Shikano Hitomi、Kobayashi Shoko、Terauchi Tsutomu、Yokoyama Jun
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 8 Pages: e0271697-e0271697

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0271697

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Imaging of Plant Hormones with Nanoparticle-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry2022

    • Author(s)
      Taira Shu、Shiono Katsuhiro
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 9 Pages: 127-139

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2030-4_9

    • ISBN
      9781071620298, 9781071620304
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparative Analysis of Derivatization Reagents for Catecholamines and Amino Acids2021

    • Author(s)
      Taira Shu、Ikeda Akari、Kobayashi Shoko、Shikano Hitomi、Ikeda Ryuzoh、Maejima Yuko、Horita Shoichiro、Yokoyama Jun、Shimomura Kenju
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 11 Issue: 13 Pages: 6217-6217

    • DOI

      10.3390/app11136217

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Localization analysis of essential oils in perilla herb using derivatized mass spectrometry imaging2021

    • Author(s)
      Taira Shu、Kiriake‐Yoshinaga Aya、Shikano Hitomi、Ikeda Ryuzoh、Kobayashi Shoko、Yoshinaga Kazuaki
    • Journal Title

      Food Science & Nutrition

      Volume: 9 Issue: 5 Pages: 2779-2784

    • DOI

      10.1002/fsn3.2232

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Understanding mental health from single hair by nanoparticle-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging2023

    • Author(s)
      Shu TAIRA
    • Organizer
      Euro Analysis 2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] テアニン摂取による パーキンソン病症状改善効果2023

    • Author(s)
      平 修
    • Organizer
      日本食品科学工学会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 有効成分の局在を見る・観る  ~イメージング質量分析~2023

    • Author(s)
      平 修
    • Organizer
      日本香粧品学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ナノ微粒子支援型質量分析によるストレ付加マウスのバイオーカ探索2022

    • Author(s)
      平修
    • Organizer
      70th質量分析討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 質量顕微鏡を用いた食物中における機能性分子イメージング2022

    • Author(s)
      平修
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第78回学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 誘導体化イメージングMSによるテアニン体内動態の可視化と脳への影響2021

    • Author(s)
      平修
    • Organizer
      68th日本食品科学工学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] バイオサイエンスのための基礎化学2023

    • Author(s)
      平修、杉浦 悠毅、田村 倫子 、永井 俊匡
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      化学同人
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室HP

    • URL

      https://nanopaldims.wixsite.com/tairalabhome

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] ホームページ

    • URL

      https://nanopaldims.wixsite.com/tairalabhome

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 社会的敗北状況改善用組成物2022

    • Inventor(s)
      平 修、小関 誠、安部 綾
    • Industrial Property Rights Holder
      太陽化学株式会社、国立大学法人福島大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-079396
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 毛髪を用いたストレス検出法2022

    • Inventor(s)
      平 修、高橋 信行、小関 誠、安部 綾
    • Industrial Property Rights Holder
      太陽化学(株)、福島大学、ワイエイシイホールディングス(株)
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-079403
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

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

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