2021 Fiscal Year Final Research Report
Age-related memory impairment and glucose metabolism in the brain
Project/Area Number |
19K21593
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Studies on the Super-Aging Society
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Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
Principal Investigator |
Ando Kanae (安藤香奈絵) 東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (40632500)
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Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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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 / カロリー制限 / 神経変性疾患 |
Outline of Final Research Achievements |
Brain neurons play a central role in organismal aging, but there is conflicting evidence about the roles of neuronal glucose availability, glucose uptake and metabolism in aging and extended lifespan. We analyzed metabolic changes in the brain neurons of Drosophila during aging. Using a genetically-encoded fluorescent ATP biosensor, we found decreased ATP concentration in the neuronal somata of aged flies. The age-associated reduction in ATP concentration did not occur in brain neurons with suppressed glycolysis or enhanced glucose uptake, suggesting these pathways contribute to reductions in ATP. Increasing glucose uptake maintained ATP levels, suppressed age-dependent locomotor deficits and extended the life span. Increasing neuronal glucose uptake during dietary restriction resulted in the longest lifespans, suggesting an additive effect of enhancing glucose availability during a bioenergetic challenge on aging.
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Free Research Field |
神経科学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究から、老化した神経細胞でATPが低下することが加齢に伴う身体機能低下に関わることが示唆された。神経細胞のみでグルコース取り込みを促進すると、神経細胞内ATPを維持し、身体機能低下を抑制することができた。また食餌制限との組み合わせにより、さらに寿命を延伸したことから、神経細胞の糖代謝促進は、摂取カロリーなどライフスタイルの改善と相乗的に抗老化効果を発揮する可能性がある。今後ヒトへの応用を考えたとき、神経細胞特異的にグルコース取り込みを促進する戦略の開発が課題となる。神経細胞に特異的なグルコーストランスポーターの制御機構を標的とするなど、その戦略を検討することで、抗脳老化創薬に結びつけたい。
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