Elucidation and application to treatment of the mechanism of cognitive impairment caused by adipose tissue inflammation and dysbiosis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11548
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: National Defense Medical College
• Principal Investigator: Ishizuka Toshiaki 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 教授 (30399117)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 泰司 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 生化学, 教授 (10505267) ; 高橋 さやか 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 助教 (20791651)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 高脂肪食 / ディスバイオシス / 脳内炎症 / 抑うつ様行動 / 認知機能低下

Outline of Final Research Achievements

It is known that both metabolic syndrome and dysbiosis are associated with the onset of Alzheimer's disease (AD). High fat diet loading induces dysbiosis and adipose tissue inflammation. Thus, both dysbiosis and adipose tissue inflammation may enhance neuroinflammation and AD. In the present study, it has been revealed that high fat diet loading induces dysbiosis and enhances neuroinflammation, depression-like behavior, and cognitive impairment in senescence-accelerated mice prone 8 (SAMP8). Treatment with molecular hydrogen, a potent antioxidant, improved dysbiosis, neuroinflammation, depression-like behavior, and cognitive impairment in SAMP8 mice.

Free Research Field

薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回の研究により、高脂肪食摂取は老化促進マウスで炎症を惹起する腸内細菌の比率を上昇させ脳内炎症を亢進して認知機能低下や抑うつ様行動に至る機序が明らかになった。アルツハイマー型認知症での高脂肪食制限やプロバイオティクスの重要性への科学的理解につながる。また、分子状水素の投与が炎症を惹起する腸内細菌の比率を低下させて脳内の炎症や酸化ストレスを抑制し、認知機能低下や抑うつ様行動を改善させている可能性が示唆された。分子状水素は軽度認知症の患者に対して改善効果が報告されているが、ミクログリアの活性化、酸化ストレスの亢進および脳内炎症を抑制して認知機能低下を改善している機序が新たに明らかになった。