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Protective mechanisms of enteroendocrine systems against diet-induced obesity and glucose intolerance

Research Project

Project/Area Number 23K23544
Project/Area Number (Other) 22H02277 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 38050:Food sciences-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

比良 徹  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (10396301)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Keywords消化管内分泌 / 食事誘導性肥満 / 耐糖能異常 / 消化管内分泌系
Outline of Research at the Start

消化管ホルモンGlucagon-like peptide-1 (GLP-1) は、食事刺激により消化管内分泌細胞から分泌され、インスリン分泌増強や食欲抑制などをもたらす。食事誘導性の肥満や耐糖能異常の発症過程で、GLP-1を産生する細胞にどのような変化が生じているのかは不明である。これを明らかにするため正常ラット、食事誘導性肥満ラットの消化管各部よりGLP-1産生細胞を分離し、mRNA、タンパク質発現の網羅解析を実施する。これにより肥満誘導食に対するGLP-1産生細胞の適応的変化を把握し、GLP-1分泌増大に寄与する分子を特定することを目指す研究である。

Outline of Annual Research Achievements

2023年度は、GLP-1分泌を促進することが知られる脂肪酸であるα-リノレン酸を豊富に含有するえごま油を、【1】食事誘導性肥満モデルラット、および【1】糖尿病モデルラットに長期摂取させて、GLP-1分泌や耐糖能へ与える影響を検討した。
【1】において、ラードを主とする高脂肪食に対し、一部および大部分をえごま油で置換した高脂肪食をラットに長期摂取させた。その結果、高脂肪食の油脂の大部分をえごま油に置換すると、栄養素応答性のGLP-1分泌が増大する傾向が見られた。食後血糖の改善は見られなかったが、空腹時血糖の改善傾向は観察された。さらに血中脂質濃度の低下作用が見られた。これらの結果から、高えごま油食の長期摂取はGLP-1分泌を増大すること、空腹時の糖代謝や脂質代謝を改善する可能性が示唆された。
【2】において、糖尿病モデルラット(Goto-Kakizakiラット)において、普通食に含まれる大豆油をえごま油に置換して長期摂取させた。食事負荷試験において、GLP-1分泌応答への影響は見られなかったが、血糖上昇の抑制ならびにインスリン分泌の増大傾向が見られた。また、インスリン負荷試験においては、普通食摂取群に比べてえごま油摂取群の方がインスリン投与により血糖がより低下し、インスリン感受性が改善していることが示唆された。これらの結果より、えごま油摂取は、遺伝的糖尿病モデルにおいて、GLP-1分泌促進には依存せずに、耐糖能を改善することが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

えごま油の新たな効果を提示できた点において、おおむね順調に進展しているとした。

Strategy for Future Research Activity

食事誘導性肥満モデル、糖尿病モデルにおいて、消化管のGLP-1産生を調べるとともに、栄養素感知、輸送、代謝などに関わる分子の発現の変動を消化管部位別に解析する。また、耐糖能の改善において重要な膵臓についても、関連因子の解析を進める。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Lunenfeld Tanenbaum Research Institute/Mt. Sinai Hospital,(カナダ)

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    • Author(s)
      Noguchi Hiroki、Ikenaga Takeshi、Ueno Shota、Kohashi Chieko、Matsumura Yasuhiro、Kakumoto Yusuke、Kohda Noriyuki、Hara Hiroshi、Hira Tohru
    • Journal Title

      Molecular Nutrition & Food Research

      Volume: 68 Issue: 7

    • DOI

      10.1002/mnfr.202300610

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  • [Journal Article] "食品タンパク質・ペプチドによるGLP-1分泌促進とそれによる血糖上昇抑制、体温上昇作用 "2024

    • Author(s)
      比良 徹
    • Journal Title

      日本栄養・食糧学会誌

      Volume: 77 Pages: 13-19

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Trp-Tyr is a dipeptide structure that potently stimulates GLP-1 secretion in a murine enteroendocrine cell model, identified by comprehensive analysis2023

    • Author(s)
      Taguchi Hayate、Murai Kana、Hira Tohru
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 661 Pages: 28-33

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.04.042

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  • [Journal Article] Glucagon-Like Peptide-1 Is Involved in the Thermic Effects of Dietary Proteins in Male Rodents2023

    • Author(s)
      Ochiai Keita、Muto Asuka、Seok Bong Soo、Doi Yuta、Iwasaki Yusaku、Okamatsu-Ogura Yuko、Drucker Daniel J、Hira Tohru
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 164 Issue: 6

    • DOI

      10.1210/endocr/bqad068

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  • [Journal Article] Synergistic enhancement of glucagon-like peptide-1 release by γ-aminobutyric acid and L-phenylalanine in enteroendocrine cells searching active ingredients in a water extract of corn zein protein2023

    • Author(s)
      Noguchi Hiroki、Kohda Noriyuki、Hara Hiroshi、Hira Tohru
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 87 Issue: 12 Pages: 1505-1513

    • DOI

      10.1093/bbb/zbad124

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  • [Journal Article] ルミナコイドによる消化管ホルモン分泌促進作用に関する研究2023

    • Author(s)
      比良 徹
    • Journal Title

      ルミナコイド研究

      Volume: 27 Pages: 1-7

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  • [Journal Article] Direct visualization of GLP‐1 secretion by fluorescent fusion proteins2022

    • Author(s)
      Tsuzuki Atsushi、Fujioka Yoichiro、Yoshida Aiko、Kashiwagi Sayaka、Amano Maho、Hira Tohru、Nakamura Akinobu、Miyoshi Hideaki、Atsumi Tatsuya、Ohba Yusuke
    • Journal Title

      Journal of Diabetes Investigation

      Volume: - Issue: 7 Pages: 1134-1139

    • DOI

      10.1111/jdi.13800

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 2‐Arachidonoyl glycerol suppresses gastric emptying via the cannabinoid receptor 1‐cholecystokinin signaling pathway in mice2022

    • Author(s)
      Ochiai Keita、Hirooka Rina、Sakaino Masayoshi、Takeuchi Shigeo、Hira Tohru
    • Journal Title

      Lipids

      Volume: 57 Issue: 3 Pages: 173-181

    • DOI

      10.1002/lipd.12341

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    • Author(s)
      Harada Naoki、Okuyama Mai、Teraoka Yoshiaki、Arahori Yumi、Shinmori Yoh、Horiuchi Hiroko、Luis Paula B.、Joseph Akil I.、Kitakaze Tomoya、Matsumura Shigenobu、Hira Tohru、Yamamoto Norio、Iuni Takashi、Goshima Naoki、Schneider Claus、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
    • Journal Title

      npj Science of Food

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 4-4

    • DOI

      10.1038/s41538-021-00119-x

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 難消化性デキストリン,フルクトオリゴ糖長期摂取ラットにおける,食品ペプチド誘導性GLP-1分泌応答2022

    • Author(s)
      比良 徹, 原 博
    • Journal Title

      ルミナコイド研究

      Volume: 26 Pages: 1-8

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 食品タンパク質・ペプチドによる GLP-1 分泌促進とそれによる血糖上昇抑制、 体温上昇作用2023

    • Author(s)
      比良 徹
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
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  • [Presentation] 食品成分による消化管ホルモン分泌の調節2023

    • Author(s)
      比良 徹
    • Organizer
      第111回日本栄養・食糧学会関東支部シンポジウム
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 希少糖D-アルロースによるGLP-1分泌促進機構2023

    • Author(s)
      比良 徹
    • Organizer
      第14回日本安定同位体・生体ガス医学応用学会大会
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      2023 Annual Research Report
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  • [Presentation] ラットにおけるえごま油長期摂食による食事刺激に対する GLP- 1分泌への影響2022

    • Author(s)
      木村梨乃,佐野杏莉,比良徹
    • Organizer
      第 76 回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Acute and chronic administration of alpha-linolenic acid respectively potentiates nutrient-induced GLP-1 secretion in rats2022

    • Author(s)
      Rino Kimura, Anri Sano, Tohru Hira
    • Organizer
      22nd IUNS-ICN International Congress of Nutrition
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adaptive changes in nutrient-induced GLP-1 secretion in diet-induced obese model rats2022

    • Author(s)
      Tohru Hira
    • Organizer
      22nd IUNS-ICN International Congress of Nutrition
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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