Elucidation of the pathophysiology of low birth weight-non-obese diabetes and development of new nutritional therapy using whey protein

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K11582
• 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: Nihon University
• Principal Investigator: NAGANO Nobuhiko 日本大学, 医学部, 准教授 (90794701)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森岡 一朗 日本大学, 医学部, 教授 (80437467) ; 岡田 知雄 神奈川工科大学, 健康医療科学部, 特任教授 (50177052)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ホエイたんぱく / 酸化ストレス / PPARα / ミトコンドリア機能 / 2型糖尿病 / インスリン抵抗性 / 栄養学的介入 / マウスモデル

Outline of Final Research Achievements

In this study, using a mouse model of low birth weight-non-obese type hyperglycemia, we clarified that the increase in skeletal muscle insulin resistance due to decreased adipose tissue weight associated with mitochondrial dysfunction is a factor in the onset mechanism of non-obese type hyperglycemia. Furthermore, we demonstrated that whey protein, compared to casein protein, possesses antioxidant and anti-inflammatory effects and has an insulin resistance-improving effect associated with reduction in body fat. Additionally, in a high-fat diet-induced pediatric obesity mouse model, whey protein was shown to enhance the expression of lipid metabolism-related genes (PPARα) in the liver compared to casein protein, thereby promoting β-oxidation and improving insulin resistance.

Free Research Field

DOHaD

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ホエイたんぱくの投与がカゼインたんぱくと比較して、インスリン抵抗性の改善、内臓脂肪の減少および血中脂質プロファイルの改善効果があることを明らかにした。その機序は、ホエイたんぱくによりβ酸化の促進と抗炎症作用および抗酸化作用が増加するためである。低出生体重児では内臓脂肪の蓄積や筋肉量の不足により成人期における2型糖尿病の発症リスクが増加する。また低出生体重児では酸化ストレスが高いという報告もあり、ホエイたんぱくには低出生体重児の2型糖尿病発症の予防効果がある可能性がある。今後実臨床に応用していくために、ホエイたんぱくとカゼインたんぱくを異なる比率で混合した飼料で研究を行う必要がある。