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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Age-related memory impairment and glucose metabolism in the brain

Research Project

Project/Area Number 19K21593
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

飯島 香奈絵 (安藤香奈絵)  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (40632500)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Keywords老化 / 糖代謝 / 脳 / グルコーストランスポーター / ショウジョウバエ / 神経変性疾患
Outline of Annual Research Achievements

脳の高次機能は加齢により低下するが、その分子メカニズムはよくわかっていない。加齢に伴う脳の変化のひとつに細胞内エネルギー恒常性の変化がある。食餌のカロリー制限やインスリン経路の阻害が寿命を伸ばすことはよく知られているが、加齢により血流による脳への糖の供給は低下し、また糖代謝に関わる酵素やミトコンドリアの活性も低下する。本課題では、脳の神経細胞における糖代謝の減少が、加齢に伴う脳機能低下を引き起こすという仮説を検討した。ショウジョウバエは優れた遺伝学的モデルとして、老化、学習・記憶、ヒト疾患など多くの研究に用いられてきた。本研究ではこの系を用いて、脳の老化の分子メカニズムの解明を目指した。これまでの期間に申請者らは、学習に関わるキノコ体の脳神経細胞でATPが加齢に伴い減少すること、また神経細胞にグルコーストランスポーターを発現させることでグルコース取り込みを増加させると、加齢依存的な神経細胞のATP減少を抑制できることを見出した。これらの個体では、脳機能が維持され、寿命が延伸していた。とくにカロリー制限下では、神経細胞でのグルコース取り込み促進により、さらなる寿命の延伸が起きたことから、食餌制限と相乗的に抗老化効果があることがわかった。2021年度は、グルコース取り込み促進が神経変性疾患に対しても抑制効果があるかを調べた。老年性認知症の原因となる疾患の多くでは、微小管結合タンパク質タウが蓄積し、神経細胞死の原因となる。ヒトのタウを発現させたショウジョウバエ視細胞にグルコーストランスポーターを発現させると、神経細胞死が抑制された。しかしタウの蓄積や病態は変化しておらず、毒性のあるタウに対して神経細胞の耐性が増加していると考えられた。これらより、脳での糖代謝促進によって、健康寿命が延伸できる可能性が示唆された。

  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 5‐Aminolevulinic acid and sodium ferrous citrate ameliorate muscle aging and extend healthspan in <i>Drosophila</i>2021

    • Author(s)
      Nozawa Naoko、Noguchi Marie、Shinno Kanako、Tajima Maki、Aizawa Shingo、Saito Taro、Asada Akiko、Ishii Takuya、Ishizuka Masahiro、Iijima Koichi M.、Ando Kanae
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 12 Pages: 295~305

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13338

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Disulfide bond formation in microtubule-associated tau protein promotes tau accumulation and toxicity <i>in vivo</i>2021

    • Author(s)
      Saito Taro、Chiku Tomoki、Oka Mikiko、Wada-Kakuda Satoko、Nobuhara Mika、Oba Toshiya、Shinno Kanako、Abe Saori、Asada Akiko、Sumioka Akio、Takashima Akihiko、Miyasaka Tomohiro、Ando Kanae
    • Journal Title

      Human Molecular Genetics

      Volume: 30 Pages: 1955~1967

    • DOI

      10.1093/hmg/ddab162

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Enhancement of glucose uptake protects neurons against energetic stresses in aging and disease2022

    • Author(s)
      Mikiko Oka and Kanae Ando
    • Organizer
      The 99th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Invited
  • [Presentation] Increasing glucose uptake suppresses neurodegeneration in Alzheimer’s Disease model Drosophila2021

    • Author(s)
      Mikiko Oka, Koichi M. Iijima and Kanae Ando
    • Organizer
      The 44 th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, Hyogo, Japan
  • [Presentation] Neuronal glucose metabolism in brain aging and age-related neurodegenerative diseases2021

    • Author(s)
      Kanae Ando
    • Organizer
      The 64th Annual Meeting of the Japanese Society for Neurochemistry
  • [Presentation] The effect of sugar intake on neurodegeneration in a Drosophila model of tau toxicity2021

    • Author(s)
      Chihiro Yamamoto and Kanae Ando
    • Organizer
      第40回日本認知症学会学術集会
  • [Presentation] 神経細胞内ミトコンドリア局在異常は分解機能低下によるタンパク質の蓄積を引き起こす2021

    • Author(s)
      真野 叶子、鈴木 えみ子、三浦ゆり、飯島 浩一、安藤 香奈絵
    • Organizer
      第40回日本認知症学会学術集会
  • [Presentation] ‘The Effects of Sugar Intake on Neurodegeneration in a Drosophila Model of Tau Toxicity2021

    • Author(s)
      Chihiro Yamamoto, Taro Saito, Akiko Asada, Kanae Ando.
    • Organizer
      Cell Bio Virtual 2021-An Online ASCB|EMBO Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神経細胞でのミトコンドリア局在異常は翻訳異常とタンパク質蓄積を引き起こす2021

    • Author(s)
      真野 叶子、鈴木 えみ子、三浦ゆり、飯島 浩一、安藤 香奈絵
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
  • [Presentation] 老化と加齢依存性疾患における脳神経細胞のグルコース代謝の役割2021

    • Author(s)
      安藤香奈絵
    • Organizer
      第63回歯科基礎医学会学術大会
    • Invited
  • [Remarks] 【研究発表】東京都立大学による米国科学誌「FEBS Open Bio」への5-ALAに関する研究論文

    • URL

      https://www.tmu.ac.jp/news/topics/31483.html

  • [Remarks] 【研究発表】タウ蓄積の新たなスイッチを発見! ~ジスルフィド結合の形成をブロックすることで、

    • URL

      https://www.tmu.ac.jp/extra/download.html?d=assets/files/download/auth/press/20210621_press.pdf

  • [Remarks] EurekAlert! Science News

    • URL

      https://www.eurekalert.org/news-releases/782092

URL: 

Published: 2022-12-28  

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