2022 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental research on mitochondrial function control to develop next-general foods for prevention of frailty
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20H02943
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
柴田 克己 滋賀県立大学, 人間文化学部, 名誉教授 (40131479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川畑 球一 甲南女子大学, 医療栄養学部, 准教授 (60452645)
伊美 友紀子 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (60823979)
吉岡 泰淳 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (80801513)
福渡 努 滋賀県立大学, 人間文化学部, 教授 (50295630)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | フレイル予防 / ミトコンドリア / 筋委縮 / de novo NAD 生合成 / 微量生体必須成分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアの機能不全の対策がフレイル予防につながる。ミトコンドリアの機能不全は、結局エネルギー物質であるATPが不十分になることから始まる。ATPの産生は、ミトコンドリアの電子伝達系において、ナイアシンの補酵素型であるNADHの電子が酸素にわたされて水が生じる電子伝達系との共役により行われる。この過程においては、微量栄養素が主な機能を果たす。一方、活性酸素種の発生によりATP産生の抑制が起き、筋委縮が起こる。この過程で主な機能を果たすのは非栄養食品成分である。研究計画に従い、2022年度は、①栄養素がエネルギー代謝に与える影響と②非栄養食品成分の筋委縮への抑制効果を調べた。
①ミトコンドリア内のNAD生合成経路経を解明するうえで、適切なモデルマウスを確立することが必要ある。ヒトを含む哺乳動物においても、ピリミジン補酵素（NAD+, NADH, NADP, NADPH）は、アミノ酸であるトリプトファンからのde novo生合成経路によって合成可能である。このトリプトファン－NAD経路を欠損したマウスにさまざまな量のビタミン体のナイアシン含有食を与えることにより、ナイアシン栄養状態が欠乏、不足、充足したマウスの作成に成功した。
②筋萎縮の予防策として筋再生の促進が効果的であると考えられていることから、筋芽細胞から筋管細胞への分化に関与する遺伝子群に対する非栄養素の影響についてラットL6筋芽細胞を用いて検討した。その結果、代表的なポリフェノールのケルセチンが筋分化調節因子のMyf5とMyoGの発現を顕著に促進することが確認できたことから、ケルセチンは筋分化の誘導を介した筋再生の促進により筋萎縮を予防する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者の柴田の研究拠点が甲南女子大学から滋賀県立大学に移ったこと、分担研究者の寺尾が甲南女子大学を退職し分担研究者から外れたこと、さらに分担研究者の伊美が甲南女子大学から静岡県立大学に移ったことによる。2022年度は、新たに滋賀県立大学の福渡が加わった。2022年度は、研究代表者と分担研究者の研究環境の変化に伴う準備のために時間を要してしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ケルセチンが筋分化調節因子の発現を誘導するメカニズムの解明を試みるとともに、ポリフェノールに焦点をあてて筋分化促進効果を持つ非栄養素のさらなる探索を行う。
確立したモデルマウスを用いて、de novoNAD生合成経路経の調節機構の解明を試みる。
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[Journal Article] Lowering effect of combined sweet potato and onion intake on plasma quercetin concentration and underlying mechanism involving intestinal β-glucosidase activity.2022
Author(s)
Nuka E., Takahashi M., Okitsu M., Nayama C., Nishijima H., Sogawa R., Kawabata K., Terao J., Mukai R.
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Journal Title
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
Volume: 86
Pages: 1695-1698
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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