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2021 Fiscal Year Research-status Report

新規NAD代謝経路の発見。老化制御と治療への展開

Research Project

Project/Area Number 20K20655
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

中川 崇  富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (40610374)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
KeywordsNAD / NR / BST1
Outline of Annual Research Achievements

NAD(ニコチンアミドジヌクレオチド)は老化制御因子の一つとして近年非常に注目を浴びている。NADは補酵素として様々なエネルギー代謝の制御に関与しているだけでなく,ポリADPリボシル化酵素PARPや抗老化分子サーチュインの基質として,DNA修復や遺伝子発現,ストレス応答など様々な細胞内機能を介して老化を制御していると考えられている。NADの合成経路にはアミド体を介する経路と脱アミド体を介する経路があり,それらは独立してNAD合成を行っていると考えられていた。申請者は、NAD前駆体としてヌクレオシド体であるニコチンアミドリボシド(NR)を用いて、生体内でのNRからNADの合成系について解析を行い、アミド体と脱アミド体の経路の関係性について解析した。NRは経口投与すると小腸に発現するBST1で分解されニコチンアミドになったのち、ほとんどが腸内細菌の作用によりニコチン酸(MA)へと分解され、大腸から吸収されることがわかった。さらに吸収されたNAは肝臓で脱アミド体経路を介してNADへと合成されることを見出した。実際、ニコチン酸からNADを合成する酵素Naprtの欠損マウスでは、NRによるNAD合成が見られなかった。また、腸内細菌叢を破壊したマウスでも同様にNRによるNAD合成が見られなかった。さらに、BST1はbase-exchange活性を持つことを明らかにした。この反応では、BST1はNRとニコチン酸からニコチン酸リボシド(NAR)を合成した。また、逆の反応としてNARとニコチンアミドからNRを合成する活性も持つことを明らかにした。この結果は、BST1を介してアミド体と脱アミド体の経路を結ぶ新規NAD合成系があることを明らかにしたものである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

新規NAD代謝経路を同定し、論文発表した。今後、この経路の老化での意義についてさらに解析を進めていく。また、NMNのヒト臨床研究を行い、ヒトでのNMNの代謝経路を明らかにし論文発表を行った。

Strategy for Future Research Activity

NAD前駆体を用いた抗老化作用の検証を進めていく。また、新たに同定したNAD代謝経路がどのようにサルコペニアや肥満,耐糖能異常への影響を明らかにする。特にBST1については、様々な加齢性疾患モデルにおいてその役割を明らかにしていく。

  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of South Alabama(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of South Alabama
  • [Journal Article] Oral Administration of Nicotinamide Mononucleotide Is Safe and Efficiently Increases Blood Nicotinamide Adenine Dinucleotide Levels in Healthy Subjects2022

    • Author(s)
      Okabe Keisuke、Yaku Keisuke、Uchida Yoshiaki、Fukamizu Yuichiro、Sato Toshiya、Sakurai Takanobu、Tobe Kazuyuki、Nakagawa Takashi
    • Journal Title

      Frontiers in Nutrition

      Volume: 9 Pages: 868640.

    • DOI

      10.3389/fnut.2022.868640

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Orotic acid protects pancreatic β cell by p53 inactivation in diabetic mouse model2021

    • Author(s)
      Fushimura Yohei、Hoshino Atsushi、Furukawa Satoru、Nakagawa Takashi、Hino Tomohiro、Taminishi Shunta、Minami Yoshito、Urata Ryota、Iwai-Kanai Eri、Matoba Satoaki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 585 Pages: 191~195

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.10.060

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Astaxanthin, a Marine Carotenoid, Maintains the Tolerance and Integrity of Adipose Tissue and Contributes to Its Healthy Functions2021

    • Author(s)
      Nawaz A, Nishida Y, Takikawa A, Fujisaka S, Kado T, Aminuddin A, Bilal M, Jeelani I, Aslam MR, Nishimura A, Kuwano T, Watanabe Y, Igarashi Y, Okabe K, Ahmed S, Manzoor A, Usui I, Yagi K, Nakagawa T, Tobe T
    • Journal Title

      Nutrients

      Volume: 13 Pages: 4374~4374

    • DOI

      10.3390/nu13124374

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fate of adipocyte progenitors during adipogenesis in mice fed a high-fat diet2021

    • Author(s)
      Bilal Muhammad、Nawaz Allah、Kado Tomonobu、Aslam Muhammad Rahil、Igarashi Yoshiko、Nishimura Ayumi、Watanabe Yoshiyuki、Kuwano Takahide、Liu Jianhui、Miwa Hiroyuki、Era Takumi、Ikuta Koichi、Imura Johji、Yagi Kunimasa、Nakagawa Takashi、Fujisaka Shiho、Tobe Kazuyuki
    • Journal Title

      Molecular Metabolism

      Volume: 54 Pages: 101328~101328

    • DOI

      10.1016/j.molmet.2021.101328

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] BST1 regulates nicotinamide riboside metabolism via its glycohydrolase and base-exchange activities2021

    • Author(s)
      Yaku Keisuke、Palikhe Sailesh、Izumi Hironori、Yoshida Tomoyuki、Hikosaka Keisuke、Hayat Faisal、Karim Mariam、Iqbal Tooba、Nitta Yasuhito、Sato Atsushi、Migaud Marie E.、Ishihara Katsuhiko、Mori Hisashi、Nakagawa Takashi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 6767

    • DOI

      10.1038/s41467-021-27080-3

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] NAD前駆体ニコチンアミドリボシド(NR)の生体内代謝2021

    • Author(s)
      中川崇
    • Organizer
      第 44 回日本基礎老化学会大会
  • [Presentation] ニコチンアミドリボシド(NR)の生体内代謝動態2021

    • Author(s)
      中川崇,夜久圭介,Sailesh Palikhe
    • Organizer
      日本ビタミン学会大会第 73 回大会
  • [Presentation] 抗老化のための NAD 代謝の解明2021

    • Author(s)
      中川崇
    • Organizer
      日本アミノ酸学会第 15 回学術大会
    • Invited
  • [Presentation] 効率良いNAD補充療法開発のための生体内NAD代謝動態の解明2021

    • Author(s)
      中川崇
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Remarks] 富山大学医学部分子医科薬理学HP

    • URL

      http://www.med.u-toyama.ac.jp/pharma/index.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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