Regulatory mechanisms of tryptophan metabolic key enzymes protecting brain functions by food components

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05420
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Egashira Yukari 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 教授 (80213528)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: トリプトファン / ナイアシン / ACMSD / ミクログリア / アミロイドβ / キノリン酸 / LPS / IDO

Outline of Final Research Achievements

In mammals, 2amino-3carboxymuconate 6-semialdehyde decarboxylase (ACMSD) is the key enzyme controlling the conversion ratio of tryptophan to niacin. ACMSD also has a significant effect on the production of the neurotoxin quinolinic acid. In this study, some kinds of food components were added to inflammation-induced mouse-derived microglial cells to examine the expression of ACMSD and IDO, secretion of inflammatory markers, and mechanisms of the action. The results showed that certain food ingredients suppressed inflammation and affected the expression of tryptophan metabolic key enzymes by inhibiting the NFκB pathway, MAPK pathway, and transcription factors.

Free Research Field

食品科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

トリプトファン代謝鍵酵素であるアミノカルボキシムコン酸セミアルデヒド脱炭酸酵素（ACMSD）は、トリプトファンからナイアシンへの転換率に寄与する以外に、炎症時に脳内免疫系にも関与することを示した。また、脳内に移行するある種の食品成分により、脳内炎症が抑制されるとともにACMSDにも作用することを示した。本研究の結果から、ある種の食品成分は、脳内マクロファージの炎症シグナル経路に影響を与え、神経毒キノリン酸の産生にかかわる酵素ACMSDの活性も制御することから、神経炎症を伴う疾患の予防に繋がる可能性を示した。