Effect of endogenously converted vitamin K in brain on cognitive function

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02928
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Shirakawa Hitoshi 東北大学, 農学研究科, 教授 (40206280)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大崎 雄介 東北大学, 農学研究科, 准教授 (40509212) ; 何 欣蓉 北海道大学, 保健科学研究院, 特任講師 (50815561) ; SULTANA HALIMA 東北大学, 農学研究科, 助教 (50866837)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ビタミンK / メナキノン-4 / 脳機能

Outline of Final Research Achievements

We analyzed the protection of cognitive impairment in brain by a vitamin K congener (menaquinone-4) that is converted and produced in the brains of animals. Naturally occurring vitamin K is classified into phylloquinones and menaquinones. After ingestion and absorbed from intestine, vitamin K is converted to menaquinone-4. This converted (activated) form of vitamin K is present largely in the cerebrum and other organs, but its role has not been fully elucidated. In this study, we analyzed the role of a novel action of menaquinone-4 (inhibition of NF-kappa B activation) in protecting against cognitive impairment in the hippocampus, and clarified partly the physiological significance of the conversion of vitamin K in the brain.

Free Research Field

栄養化学　分子栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

メナキノン-4は炎症刺激物質による培養ミクログリアでの炎症性サイトカインの発現を抑制するが、メナキノン-4の側鎖構造体であるゲラニルゲラニオールにおいても転写因子NFkBの活性化を抑制して抗炎症作用がみられたことから、本作用は側鎖構造を介して示される可能性が示唆された。また、ビタミンKを強化した飼料を老化促進マウスに与えた場合、脳内での炎症性サイトカインの発現量低下とNFkBの活性化抑制が観察された。このことから、メナキノン-4は加齢に伴って上昇する慢性炎症を抑制して脳機能を維持することが示唆された。