2019 Fiscal Year Research-status Report
Validation of life extension effect of reduced form Coenzyme Q10
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17K19900
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
樋口 京一 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (20173156)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤下 仁子 信州大学, 学術研究院医学系, 助教 (40359732) [Withdrawn]
森 政之 信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (60273190)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 老化 / マウス / コエンザイムQ10 / 健康増進効果 / アミノレブリン酸 / 機能性食品 / 寿命 / 生理活性物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢者の疾患の基盤にある生命現象は『老化』であり、老化の進行を遅延できれば、ほとんどの加齢関連疾患を抑制できると考えられている。究極の老化抑制効果の検証は寿命（最大と平均）の解析である。研究代表者（樋口）らは老化促進モデルマウス(SAMP1)への還元型コエンザイムQ10 (CoQH2)の投与が促進老化や、加齢性難聴などの加齢疾患の進行を抑制することを明らかにしたが、①真に老化抑制効果を有することの検証と②科学的メカニズムの解明には、「徹底した寿命・老化解析」が必須である。十分な匹数の、C57BL/6マウス（標準系統）にCoQH2を投与して、厳密な寿命解析と多角的な老化関連指標の解析を実施する。②CoQH2の老化抑制効果の検証のみならず、他のサプリメント（ALA：アミノレブリン酸）や機能性食品の老化抑制効果の評価への新たな基準の提供を目指す。
平成29年12月からスタートしたCoQH2のC57BL/6Jマウスへの投与実験を継続しており、令和１年度からはALA含有資料の投与も開始した。CoQH2投与及びコントロール群のマウスを9、18ヶ月齢で、安楽死させ解析を行なった(n=12)。寿命観察群は、CoQH2投与群及びコントロール群とも約半数が死亡した。令和2年3月までの体重の推移及び50％生存時の月齢は、CoQH2投与群とコントロール群で差異はない。老化度は若齢時に投与群で皮膚所見や脊椎湾曲で改善効果が認めれれたが、月齢を重ねると効果の消失が認められた。9,18ヶ月齢での解析では、ブドウ糖負荷試験などの生理的な指標での有意差は認められていない。ミトコンドリア機能や脂質代謝に関する遺伝子発現は加齢に伴い減少したが、両群間で有意差は観察されなかった。ALA含有飼料は安定性など解析が終了し、実験を開始したが、これまでの経過では体重、飼料摂取量、その他の変化は認めれれていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度（平成29年度）科学研究費採択決定後に、CoQ10H2とALAの供給を依頼したカネカ（株）とSBIファーマと研究計画に関する協議を開始したが、実験の条件決定のための検討に予想以上に時間を要した。特にCoQ10H2とALAを固形飼料へ添加し、マウスへ投与する方法を取ったため、飼料への添加時、作成時、保管時、飼育室での投与放置期間での安定性の検討や、3者間の秘密保持契約や研究成果の帰属契約に時間を要した。さらに研究分担者の澤下が平成29年12月に退職
したこともあって、研究の進捗が計画から遅れた。これらの問題はほぼ解決し、まず投与飼料（CoQH2含有）を作成し、平成29年12月にはC57BL/6Jマウスを購入し、飼料の投与を開始した。平成30、令和１年度は、これらのマウスの解析を行なった。個別飼育のストレスや群飼におけるfightingを避けるために、雌マウスを用いて1ケージ内のマウス匹数を少なくして飼育に関して大きなトラブルはないが、一部のマウスでfighting等による創傷、脱毛、体重減少が観察されている。進捗状況としては、予定通りに9及び18ヶ月齢で各群12匹屠殺し,糖代謝、脂質代謝などの生理的指標や老化やミトコンドリア機能に関する遺伝子の発現を解析しているが、投与群とコントロール群間には有意差は見つかっていない。これまでに36匹からスタートした寿命観察群では両群とも約半数が死亡したが、有意差は認められていない。ALA飼料に関しては、基本的な成分分析や安定性に関して使用に耐えるデータが得られたので、飼料の作成と投与を開始し、問題なく継続している。ただ飼料作成を米国の企業に依頼しており、新型コロナウイルスの感染拡大で、作成と搬入に問題が生じたため、前倒しで作成した。そのため、保管場所等の問題に苦慮している。
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| Strategy for Future Research Activity |
飼料の作成と投与方法に関する問題が解決したCoQH2含有飼料のC57BL/6Jマウスへの効果に関する実験が平成29年12月から、さらに飼料作成方法と安定性の解析が遅れていたALA含有飼料の効果に関する実験も平成31年1月から開始した。CoQH2およびALA含有飼料投与群と試験物質の溶剤のみを含有したコントロール群のそれぞれで、寿命観察グループ(36匹)と、9ヶ月、18ヶ月齢屠殺群（各12匹）の計120匹に関して、2回／週の飼料交換と摂取量の測定、2ヶ月毎の体重測定と老化度評点測定を実施して、老化の進行を観察し、令和2年度も継続する（現在CoQH2群は2年4ヶ月齢に達し、半年ほどで全匹死亡予定、ALAは今年度最後まで飼育予定）、CoQH2群は９ヶ月齢と18ヶ月齢、ALA群は9ヶ月齢での安楽死と、1）グルコース負荷試験と体重、筋肉や脂肪組織を含む各臓器重量の測定を行い、病理組織作成と生化学的解析のために血液と各臓器を採取し、-70℃での保存を実施した。ALA群の18ヶ月齢での安楽死と試料採取は令和2年度に行う。採取した試料を用いて、2）多角的老化関連指標；◎血液生化学的指標、◎糖代謝関連指標、◎脂質代謝関連指標、◎酸化ストレスマーカー、◎筋肉代謝関連指標、◎慢性炎症指標、◎オートファジーなど蛋白質恒常性指標、◎細胞老化指標、◎ミトコンドリア機能について一部の解析を行なっている。現在までの解析では、老化指標や、生存曲線を含めて、加齢に伴う変化は認められるが、CoQ10H2の明瞭な効果は観察されていない。今後はマウスの飼育と観察を継続するが、これまで注目していた、SirtuinやPGC-1α、PDE-4などの遺伝子に加えて、最近の知見に基づいた、老化指標（GDF15, MMP12、GDF-11)なども積極的に解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
科学研究費採択決定後（平成29年6月）に、CoQH2とALAの供給を依頼したカネカ（株）とSBIファーマと研究計画に関する協議を開始したが、研究の条件決定のための検討に予想以上に時間を要した。特にCoQ10H2とALAを固形飼料へ添加し、マウスへ投与する方法を取ったため、飼料への添加時、作成時、保管時、飼育室での投与放置期間での安定性の検討や、3者間の秘密保持契約や成果の帰属の契約に時間を要したため研究の開始が遅れた（CoQH2は平成29年の12月から、ALAは平成31年1月から開始した）。令和１年度にはCQ10H2群の約半数が死亡し、9、18ヶ月齢の安楽死による試料採取が終わり、ALA群は9ヶ月齢での試料採集が完了した。令和2年度はまだ生存しているCoQH2とALA投与群の飼育と観察、ALA群の18ヶ月齢の試料採取を行い、より詳細は生化学的、分子生物学的解析が行わねければならず、そのための費用が必要である。
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