Novel functional relationship between dietary proteins and skeletal muscle via small intestine-derived exosomes
| Project/Area Number |
23K24770
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| Project/Area Number (Other) |
22H03513 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
二川 健 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (20263824)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽我部 正博 金沢工業大学, 産学連携室, 教授 (10093428)
松井 利郎 九州大学, 農学研究院, 教授 (20238942)
赤間 一仁 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (50252896)
瀬川 博子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (70325257)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | エクソソーム / 機能性ペプチド / 機能性蛋白質 / Cblinペプチド / ペプチド輸送 / 臓器連関 |
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| Outline of Research at the Start |
機能性蛋白質/ペプチドとは、食事性蛋白質が消化・吸収の過程である特殊なアミノ酸配列を有するペプチドが派生し、それが生体内で様々な機能性を発揮するという概念である。近年、解析技術の進歩によりテトラペプチド以上の大きな分子量を有する機能性ペプチドが報告されている。しかし、小腸の吸収上皮細胞にはトリペプチドまでのトランスポーターしか存在しない。本研究では、Cblinペプチドという大豆蛋白質由来の抗筋萎縮作用を有するペプチドが小腸を通過し血中に到達するという知見を基に、「小腸エクソソームにCblinペプチドが内包されて、骨格筋へ輸送されているのではないか」という仮説を解明するものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
栄養学の分野には、機能性蛋白質/ペプチドという概念がある。これは食事性蛋白質が、消化・吸収の過程である特殊なアミノ酸配列を有するペプチドが派生し、それが生体内で、整腸作用・降圧作用・血糖降下作用・抗筋萎縮作用など様々な機能性を発揮するというものである。近年、解析技術の進歩によりテトラペプチド以上の大きな分子量を有する機能性ペプチドが相次いで報告されている。しかしながら、小腸の吸収上皮細胞にはトリペプチドまでのトランスポーターしか存在せず、この矛盾は栄養学の大きな謎の一つである。研究代表者らは、Cblinペプチドと名付けた大豆蛋白質(グリシニン)由来の抗筋萎縮作用を有するペプチド(DGYMP配列)が小腸を介し骨格筋に到達することを報告してきた。以上の知見を基に、「小腸エクソソームにCblinペプチドが内包されて、骨格筋へ輸送されているのではないか」という仮説に至った。本研究は、小腸由来エクソソームを介した食事性蛋白質と骨格筋の新規の機能連関を解明するものである。令和5年度までの実績として、超遠心法によるエクソソームの採取法を確立し純度の高いエクソソームを得られるようになった。さらに、高感度のLC-MSにより、エクソソームに内包されているポリフェノールやペプチドを定量できた。特に、興味深い知見として、鎖長の長いペプチドもエクソソーム内に検出できるようになったとことである。これらの知見により、長年の栄養学の壁をブレイクスルーする画期的な研究であり、新ペプチド栄養学という学問分野を提唱しつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
抗体法だけではなく、超遠心法によるエクソソームの採取法も確立できたので、不純物が少ないエクソソームが採取できるようになった。さらに、高感度のLC-MSにより、エクソソームに内包されているポリフェノールやペプチドを定量できるようになった。特に、興味深い知見として、鎖長の長いペプチドもエクソソーム内に検出できるようになったので、どのようなメカニズムで鎖長の長いペプチドが吸収されているのかというメカニズム解明に着実に近づいていると感じている。以上によりおおむね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
エクソソーム生合成の賦活剤や阻害剤を同時に投与し、ペプチドがエクソソームに内包され吸収されるメカニズムを最終確認する予定である。また、様々な長さや種類のペプチドの吸収の程度を調べ、吸収されやすさ（エクソソームへの取り込まれやすさ）に特徴が無いかどうかも決定する予定である。提案書に記載したように、「新ペプチド栄養学」というジャンルを作れるような内容になると期待できるので、精力的に実験を進め最終年度で論文に纏める方針である。
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Report
(2 results)
Research Products
(27 results)
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[Journal Article] Daily Dietary Supplementation with Steamed Soybean Improves Muscle Volume and Strength in Healthy People Lacking Exercise2022
Author(s)
Madoka Kohno, Anayt Ulla, Rina Taniguchi, Akane Ohishi, Kako Hirayama, Yuma, Takemura, Shoichiro Takao, Yuki Kanazawa, Yuki Matsumoto, Masafumi Harada, Tomoya Fukawa, Hiro-Omi Kanayama, Takayuki Uchida, Toshio Suzuki, Takeshi Nikawa.
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Journal Title
Journal of Nutritional Science and Vitaminology
Volume: 68
Issue: 6
Pages: 521-526
DOI
ISSN
0301-4800, 1881-7742
Year and Date
2022-12-31
Related Report
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[Journal Article] Suppressive effects of processed aconite root on dexamethasone-induced muscle ring finger protein-1 expression and its active ingredients.2022
Author(s)
Kondo T, Ishida T, Ye K, Muraguchi M, Tanimura Y, Yoshida M, Ishiuchi K, Abe T, Nikawa T, Hagihara K, Hayashi H, Makino T.
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Journal Title
J Nat Med
Volume: -
Issue: 3
Pages: 620-620
DOI
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[Journal Article] Morin improves dexamethasone-induced muscle atrophy by modulating atrophy-related genes and oxidative stress in female mice2022
Author(s)
Anayt Ulla, Kanae Osaki, Md Mizanur Rahman, Reiko Nakao, Takayuki Uchida, Isafumi Maru, Kazuaki Mawatari, Tomoya Fukawa, Hiro-Omi Kanayama, Iori Sakakibara, Katsuya Hirasaka, Takeshi Nikawa
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Journal Title
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
Volume: 86
Issue: 10
Pages: 1448-1458
DOI
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