組織幹細胞に着目したフルクトース過剰摂取の次世代への影響：DOHaD説の検証

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H04134
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 山田 宏哉 藤田医科大学, 医学部, 講師 (80610352)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宗綱 栄二 藤田医科大学, 医学部, 助教 (30600431)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: DOHaD / 幹細胞 / エピジェネティクス / 未分化細胞 / 栄養

Outline of Annual Research Achievements

胎児期の栄養環境は、児の発生発達過程に影響を及ぼし、生後数年から数十年経過した後の健康を左右する要因となる」ことが疫学研究によって示され、Developmental Origin of Health and Disease (DOHaD)という概念が生まれた。DOHaD説が示すように、胎児期の栄養環境が生活習慣病をはじめとする様々な疾患のリスク要因となることがこれまでに示唆されている。しかし、その分子メカニズムは未だ不明な点が多く、解明が望まれている。
我々は、誰しもが日常的に摂取する天然甘味料であるフルクトース（果糖やコーンシロップ）に着目して研究を進めている。フルクトースの消費量はここ数十年で10倍以上に増加しており、様々な疾患の原因になることが知られている。フルクトースの大量消費社会に伴い、妊婦の消費量も増えている。しかし、母体を介したフルクトース摂取が子どもの発達に与える影響は不明であり、科学的な実証が求められている。
これまでに申請者らはフルクトース過剰摂取問題における動物モデルを作成した。フルクトース過剰摂取の母ラットから生まれた仔は成長するに従って、代謝異常や認知機能低下などの悪影響を及ぼすことを明らかにしてきた。出生後、60日以降で脂質代謝異常が認められる。また、行動試験などで認知機能の低下を確認した。これらの異常にはDNAメチル化などのエピゲノムが関与することを明らかにした。
現在、組織幹細胞の分離・解析方法を確立し、次世代の組織幹細胞の機能評価を解析している。組織幹細胞の機能評価として、分化・増殖能について解析をしている。2021年度は組織幹細胞の遺伝子発現の異常を明らかにした。変動した遺伝子についての機能を解析している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

研究計画通りに進めていく。2021-2022年度に作成したモデル動物を使用して、異常な組織幹細胞の存在を証明し、その性質を明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] Maternal high-fructose corn syrup consumption causes insulin resistance and hyperlipidemia in offspring via DNA methylation of the Pparα promoter region (2022)
  • Author(s): Ando Y, Yamada H, Munetsuna E, Yamazaki M, Kageyama I, Teshigawara A, Nouchi Y, Fujii R, Mizuno G, Sadamoto N, Ishikawa H, Suzuki K, Hashimoto S, Ohashi K.
  • Journal Title: J Nutr Biochem. Volume: . Pages: .
  • DOI: 10.1016/j.jnutbio.2022.108951.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Maternal fructose intake predisposes rat offspring to metabolic disorders via abnormal hepatic programming (2021)
  • Author(s): Munetsuna E, Yamada H, Yamazaki M, Ando Y, Mizuno G, Hattori Y, Kageyama I, Teshigawara A, Nouchi Y, Ishikawa H, Fujii R, Ohta Y, Suzuki K, Shimono Y, Ohashi K, Hashimoto S.
  • Journal Title: FASEB J. Volume: . Pages: .
  • DOI: 10.1096/fj.202101276R.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Maternal fructose consumption downregulates hippocampal catalase expression via DNA methylation in rat offspring (2021)
  • Author(s): Mizuno G, Munetsuna E, Yamada H, Yamazaki M, Ando Y, Hattori Y, Kageyama I, Teshigawara A, Nouchi Y, Fujii R, Ishikawa H, Suzuki K, Hashimoto S, Ohashi K, Shimono Y.
  • Journal Title: Nutr Res. Volume: 92 Pages: 40-48
  • DOI: 10.1016/j.nutres.2021.06.002.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 成長期および成人期のフルクトース過剰摂取が海馬神経栄養因子の発現に及ぼす影響. (2021)
  • Author(s): 景山 斎, 宗綱栄二, 山田宏哉, 山崎未来, 安藤嘉崇, 水野元貴, 野内佑起, 勅使川原篤志, 若杉拓哉, 榊原知秀, 石川浩章, 鈴木康司, 大橋鉱二.
  • Organizer: 第94回日本生化学会
• [Presentation] 濃度メチル水銀がラット胎仔神経幹細胞の分化能に及ぼす影響. (2021)
  • Author(s): 若杉拓哉, 宗綱栄二, 山田宏哉, 山崎未来, 安藤嘉崇, 水野元貴, 景山 斎, 野内佑起, 勅使川原篤志, 榊原知秀, 石川浩章, 大橋鉱二.
  • Organizer: 第94回日本生化学会
• [Presentation] 妊娠・授乳期のHFCS過剰摂取が次世代のコルチコステロンの分解経路に及ぼす影響の解析. (2021)
  • Author(s): 野内佑起, 宗綱栄二, 山田宏哉, 安藤嘉崇, 山崎未来, 水野元貴, 景山 斎, 勅使川原篤志, 榊原知秀, 若杉拓哉, 石川浩章, 鈴木康司, 大橋鉱二.
  • Organizer: 第10回日本DOHaD学会学術集会
• [Presentation] 末梢血におけるHypoxia inducible factor 3A 遺伝子の DNA メチル化率と 脂質異常症 との関連. (2021)
  • Author(s): 水野元貴, 山田宏哉, 宗綱栄二, 山崎未来, 安藤嘉崇, 藤井 亮輔, 坪井良樹, 石川浩章, 大橋鉱二, 鈴木康司.
  • Organizer: 第68回日本臨床検査医学会学術集会