2018 Fiscal Year Research-status Report
腸管NAMPT-NAD合成系を標的としたNMNによるインスリン抵抗性予防法の開発
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18K15399
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
山口 慎太郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (50464855)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 腸管 / NAMPT-NAD+合成系 / NMN |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類NAD+合成系の鍵酵素であるNAMPT（nicotinamide phosphoribosyltransferase）は環境・栄養状態に応答することでNAD+量を調節し、サーチュインに代表されるNAD+消費酵素を介して代謝疾患などにおいて重要な役割を果たすことが明らかにされてきた。さらに、インスリン抵抗性、2型糖尿病などにおいてNAMPTの酵素反応産物であるNMN（nicotinamide mononucleotide）や、NR（nicotinamide riboside）などのNAD+中間代謝産物がNAD+量を増加させ、病態を改善することも報告されている。
近年、加齢により小腸のNAD+量が低下することも報告され、平成30年度より腸管NAMPT-NAD+合成系の糖代謝およびインスリン抵抗性発症制御における役割の検討を目指して研究を開始した。
第一に、高脂肪食負荷による全身のインスリン抵抗性発症の過程で、主要代謝臓器に先行して炎症を生じる腸管におけるNAMPT-NAD+合成系を、C57BL/6マウスを用いて評価した。高脂肪食負荷早期より大腸のNamptが低下し、続いて小腸のNamptが低下した。
このような腸管におけるNampt発現量の低下の意義を検討するため、腸管上皮細胞特異的Namptノックアウトマウスを新規に作成した。通常食投与では、コントロールマウスとノックアウトマウスの2群間で、3-4か月齢までは有意な体重差は認めなかった。今後、腹腔内インスリン負荷試験、腹腔内ブドウ糖負荷試験、経口ブドウ糖負荷試験を行い、腸管NAMPT-NAD+合成系の糖代謝およびインスリン抵抗性発症制御における役割の検討をすすめる。
本研究により、加齢および高脂肪食負荷による肥満に伴う、糖代謝障害およびインスリン抵抗性発症における腸管NAD+量の低下の意義を明らかとする。
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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
C57BL/6マウスを用いて、高脂肪食負荷によるインスリン抵抗性発症過程での腸管NAMPT-NAD+合成系の変化を評価した。また、Nampt-floxed マウスと、腸管上皮細胞で Cre を発現する Villin-Cre (Vil-Cre)マウスを用いて、腸管上皮細胞特異的Namptノックアウト(Intestinal epithelial cells-specific Nampt knockout)マウスを作成した。腸管各部位において、Nampt発現が低下していることをこれまでに確認した。マウスは順調に繁殖しており、今後糖代謝やインスリン抵抗性などの評価を進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度に申請者は腸管上皮細胞特異的Namptノックアウト(Intestinal epithelial cells-specific Nampt knockout)マウスを作成に成功した。平成31年度は、まず第一に、腸管上皮細胞でのNAD+の枯渇が、全身の糖代謝やインスリン抵抗性を制御するかを検討するべく、腹腔内インスリン負荷試験、腹腔内ブドウ糖負荷試験、経口ブドウ糖負荷試験を行う。さらに、腸管NAMPT-NAD+合成系の障害が、腸管構造に与える影響を検討するために、小腸・大腸の長さ、H.E染色での絨毛長、陰窩長、炎症細胞の浸潤などを評価する。
これらのパラメーターに変化を認めた際には、腸内細菌叢の変化の関与も検討する。
最終的には、NAD+中間代謝産物であるNMN（nicotinamide mononucleotide）を経口投与し、腸管上皮細胞のNAD+量を回復させた際に、糖代謝障害、インスリン抵抗性、腸管構造変化が正常に復するかを評価する。
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| Causes of Carryover |
購入予定であったNMNについては、腸管上皮細胞特異的Namptノックアウトマウスを作成し、表現型を確認した後に投与期間・投与量を決める必要があると考え、翌年度に購入することとした。
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