乳幼児の健康栄養評価のための尿中ビタミン量と2-オキソ酸量の参照値の提言

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K00864
• Research Institution: Konan Women's University
• Principal Investigator: 柴田 克己 甲南女子大学, 医療栄養学部, 教授 (40131479)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 2-オキソ酸 / ビタミン / 尿 / アミノ酸 / フレイル / 筋肉 / 機能性生体指標 / 生体指標

Outline of Annual Research Achievements

8種類の2-オキソ酸の測定(ピルビン酸，オキサロ酢酸，2-オキソグルタル酸，2-オキソ酪酸，2-オキソアジピン酸，2-オキソイソ吉草酸，2-オキソ-3-メチル吉草酸，2-オキソ-4-メチル吉草酸），9種類の水溶性ビタミン，11種類のトリプトファン-ニコチンアミド代謝産物(トリプトファン，キヌレニン，3-ヒドロキシキヌレニン，3-ヒドロキシアンスラニル酸，キノリン酸，ニコチンアミド，N1-メチルニコチンアミド，N1-メチル-2-ピリドン-5-カルボキサミド，N1-メチル-4-ピリドン-3-カルボキサミド，NAD+, NADP+）およびこの代謝に関わる11種類の酵素活性（TDO, KMO, 3-HADO, QPRT, ACMSDなど）の測定技術の立ち上げを行うことを予定していた。これらの中で，代謝産物では3種類の分岐鎖2-オキソ酸，ビタミンB2，B3，B6，N1-メチルニコチンアミド，N1-メチル-2-ピリドン-5-カルボキサミド，N1-メチル-4-ピリドン-3-カルボキサミドおよび酵素活性では3-HADO,ACMSDの各測定方法を立ち上げることができた。
当初は，若年女子を対象者として，筋肉中で代謝される3種類の分岐鎖アミノ酸の代謝産物である分岐鎖2-オキソ酸（2-オキソイソ吉草酸，2-オキソ-3-メチル吉草酸，2-オキソ-4-メチル吉草酸）の生成と消去に関わる5種類のビタミン（ビタミンB1，B2，B3，B5，B6）を補充すると，分岐鎖2-オキソ酸の尿中排泄量がどのように変動していくのかを調べる予定であった。ところが，この計画においても，採尿をすることができなかった。
そこで，研究対象を変更し，筋肉細胞における分岐鎖2-オキソ酸の生成と消去に関わるビタミンの添加がどのような影響を及ぼすのかを調べる研究を立ち上げた。まだ論文にまとめるような成果は得られていない。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

健康な日本人若年女性を対象者とし，筋肉で代謝される分岐鎖アミノ酸の代謝産物である分岐鎖2-オキソ酸（2-オキソイソ吉草酸，2-オキソ-3-メチル吉草酸，2-オキソ-4-メチル吉草酸）の生成と消去に関わっている5種類のビタミン（ビタミンB1，ビタミンB2，ビタミンB3,ビタミンB5，ビタミンB6)を補充した時に，どのように尿中への分岐鎖2-オキソ酸排泄量が変動していくのかを観察する予定であった。2019年度において，申請者の属する甲南女子大学医療栄養学部は開設2年目であり，ヒト試験を実行できる雰囲気を醸成することができなかったこと，および2019年度にはじまった2年生を対象とした学生実験（生化学実験と基礎栄養学実験）の準備と授業時間，レポート指導に想定以上の時間がかかり，本申請研究に使用できる時間が取れなかった。そこで，同学部の助手，助教と一緒に研究を進めることに変更し，研究対象をヒトから培養細胞（筋肉細胞）に変更する準備を進めている。また，申請者が過去に行ったヒトを対象とした2-オキソ酸関連の未発表データがあるので，このデータを整理・解析する準備も行っている。なお，研究の申請が「やや遅れている」ので，補助事業期間延長承認申請書を提出し，認められている。

Strategy for Future Research Activity

学部の開設が2年目と浅いので，ヒト試験を行う雰囲気を醸成するのに，まだ時間を要する。そこで，実験対象を細胞に切り替える。筋肉細胞における主要なエネルギー源に，分岐鎖アミノ酸（2-オキソイソ吉草酸，2-オキソ-3-メチル吉草酸，2-オキソ-4-メチル吉草酸）がある。筋肉細胞において，分岐鎖アミノ酸は5種類のビタミン（ビタミンB1，ビタミンB2，ビタミンB3,ビタミンB5，ビタミンB6)が十分存在する栄養状態であれば，円滑に代謝を受け，エネルギー物質，ATP，を産生することができる。エネルギー産生の場は，細胞小器官の一つであるミトコンドリアである。今後は，ミトコンドリアのATP産生と栄養状態に関係する研究に申請者が有する知識と代謝産物の測定技術並びに酵素活性の測定技術を駆使して，一緒に行う助手・助教が有するシグナル伝達系の技術を統合する実験方法を確立，発展させたい。得られた基盤情報を基にして，フレイル予防食品の開発を目指したい。また，申請者が過去に行ったヒトを対象とした2-オキソ酸関連の未発表データがあるので，このデータを整理・解析し，論文として発表したい。

Causes of Carryover

2019年度（所属学部開設2年目）は，学部の講義と実験・実習に，エフォートをほとんど費やしてしまった。私の担当科目は，1年生と2年生なので，2020年度に新たに増加する授業科目はない。新設の学部の授業に関わることを一通り経験したので，2020年度は，自分の研究にエフオートを使えると思う。2020年度に2019年度の予算の一部を回したい。なお，この研究費は，過去に行ったヒトを対象とした2-オキソ酸関連の未発表データがあるので，このデータを整理・解析し，論文として発表する資金として使用する予定である。