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2022 Fiscal Year Research-status Report

Elucidation of the mechanism of central nervous system regeneration by vitamin K for the treatment of cerebrovascular diseases

Research Project

Project/Area Number 21K11709
Research InstitutionShibaura Institute of Technology

Principal Investigator

廣田 佳久  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (70724277)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 須原 義智  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (30297171)
郡山 恵樹  鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (70397199)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
KeywordsビタミンK / 脳血管障害 / 中枢神経再生 / 神経損傷マウスモデル / 誘導体合成
Outline of Annual Research Achievements

ビタミンKが脳内でどのような役割を担っているかは未だ明らかではない。申請者は、これまでに脳内に存在するビタミンKが神経幹細胞をニューロンへ選択的に分化誘導することを報告し、昨年度までの研究から網羅的な遺伝子解析からニューロン分化に関与する3つの重要な遺伝子を見出した。本年度の研究では脳内におけるビタミンKの役割を明らかにするため、「神経幹細胞からニューロンへの分化を誘導するビタミンKの分子機構の解明」を行った。その結果、2つの受容体がビタミンKを介して、ニューロンへの分化誘導を行うことが分かった。また、1つの核内因子がヒストンアセチル化を介して神経分化に寄与することが分かった。本研究で得られた研究成果は、国内・国際学会で発表および国際誌への論文投稿により発信する。
次年度は最終年度であるが、ビタミンKは損傷した神経細胞を修復し再生できる可能性も見出しているため、「ビタミンKによる脳梗塞などの脳血管障害に対する治療法への応用」を目指す。具体的には、コラゲナーゼを脳室内投与を行い、脳神経損傷モデルの作製を行う。モデル動物に対するビタミンKおよびその誘導体の治療効果を評価する。
本研究から食事由来のビタミンKが、脳血管障害等により損傷を受けた脳神経細胞の再生を促し、脳梗塞モデルマウスの神経再生を強く促進する新規ビタミンK誘導体の創製することで、脳内ビタミンKの役割の一端が明らかになり脳血管障害の治療に繋がることが期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

神経幹細胞からニューロンへの分化を誘導するビタミンKの分子機構の解明を目指した研究から、現在論文投稿を行っており、最終年度までにまとめられそうだから。
また、脳神経損傷動物およびアルツハイマーモデル動物を用いた研究を進めており、当初の計画よりも研究が進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

コラゲナーゼの脳室内投与による脳梗塞モデルマウスの作出を行う。また、アルツハイマー病モデルマウスApp(NL-F)Psen1(P117L)の両マウスを用いて、新たに合成したビタミンK誘導体の体内動態および治療効果を評価する。

  • Research Products

    (35 results)

All 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] ビタミンK変換酵素UBIAD1の変異により引き起こされるSchnyder corneal dystrophyの発症機構2023

    • Author(s)
      佐野 翔 , 新井 佑 , 清野 航 , 渡邉 莉菜 , 本間 大暉 , 鎌尾 まや , 須原 義智 , 廣田 佳久
    • Journal Title

      ビタミン誌

      Volume: 97 Pages: 275~279

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis of new vitamin K derivatives with a ketone group at the C-1′ position of the side chain and their conversion to menaquinone-42023

    • Author(s)
      Furukawa Natsuko、Chen Xuejie、Asano Satoshi、Matsumoto Marina、Wu Yuxin、Murata Kohei、Takeuchi Atsuko、Tode Chisato、Homma Taiki、Koharazawa Ryohto、Usami Kouki、Tie Jian-Ke、Hirota Yoshihisa、Suhara Yoshitomo
    • Journal Title

      Journal of Molecular Structure

      Volume: 1276 Pages: 134614~134614

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2022.134614

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Elucidation of Physiological Functions of Vitamin K in the Brain and Development of New Derivatives for Neuroregeneration2023

    • Author(s)
      Hirota Yoshihisa
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 143 Pages: 199~203

    • DOI

      10.1248/yakushi.22-00187

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ビタミンK変換酵素UBIAD1はコレステロール代謝酵素HMG CoA還元酵素の小胞体関連分解を制御する2023

    • Author(s)
      小林正知、佐野翔、新井佑、村田昂平、田上晋太朗、渡邉莉菜、須原義智、廣田佳久
    • Journal Title

      ビタミン誌

      Volume: 97 Pages: 84-87

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 脂溶性ビタミンとSARS-CoV-2に関する最近の知見2023

    • Author(s)
      本間大暉、早川真由、廣田佳久、須原義智
    • Journal Title

      ビタミン誌

      Volume: 97 Pages: 280-284

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] MK-4 PROMOTES NEURONAL DIFFERENTIATION VIA METABOTROPIC GLUTAMATE RECEPTORS2023

    • Author(s)
      Yuxin Wu, Yuri Maitani, Mayu Hayakawa, Yoshitomo Suhara, Yoshihisa Hirota
    • Organizer
      The 17th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PARP-1 REGULATES ENDOPLASMIC RETICULUM-ASSOCIATED DEGRADATION OF HMGCR VIA THE PROMOTER OF VITAMIN K CONVERTING ENZYME UBIAD12023

    • Author(s)
      Wataru Kiyono, Sho Sano, Yoshitomo Suhara, Yoshihisa Hirota
    • Organizer
      The 17th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MEASURING THE AMOUNT OF VITAMIN K IN THE BODY FROM PRECISE QUANTIFICATION OF VITAMIN K3 IN URINE2023

    • Author(s)
      Kohei Murata, Satoshi Asano, Shintaro Tagami, Maya Kamao, Miyuu Nishikawa, Shinichi Ikushiro, Yoshitomo Suhara, Yoshihisa Hirota
    • Organizer
      The 17th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SARS-CoV-2の増殖抑制を目指したビタミンK誘導体によるRNAポリメラーゼ阻害活性の評価2023

    • Author(s)
      早川真由、本間大暉、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第143回 日本薬学会年会大会
  • [Presentation] ニューロンへの分化を誘導する?チノイド様側鎖を含有した新規ビタミンK誘導体における体内動態の解明2023

    • Author(s)
      渡邉莉菜、佐藤大輝、荒川実樹乃、鎌尾まや、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第143回 日本薬学会年会大会
  • [Presentation] 簡便な体内ビタミンK量の測定を目指したヒト尿中Menadione定量法の確立2023

    • Author(s)
      田上晋太朗、浅野公志、鎌尾まや、須原義智、生城真一、西川美宇、廣田佳久
    • Organizer
      第143回 日本薬学会年会大会
  • [Presentation] 抗ウイルス作用を有するビタミンK誘導体の創製2023

    • Author(s)
      小原沢諒人、早川真由、宮﨑琴音、廣田佳久、須原義智
    • Organizer
      第143回 日本薬学会年会大会
  • [Presentation] ビタミンK代謝の包括的な理解に向けたメナジオン抱合体の網羅的な分析法の確立2023

    • Author(s)
      廣田佳久
    • Organizer
      第8回ビタミンK研究コンソーシアム会議
    • Invited
  • [Presentation] ビタミン K 体内動態の解明を目指したMenadioneとその抱合体の定量法の確立2023

    • Author(s)
      田上晋太朗、浅野公志、鎌尾まや、須原義智、西川美宇、生城真一、廣田佳久
    • Organizer
      第75回 ビタミン学会大会
  • [Presentation] レチノイン酸様側鎖を導入したビタミンK誘導体C3MEの細胞内および生体内動態の解析2023

    • Author(s)
      渡邉莉菜、佐藤大輝、村田昂平、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第75回 ビタミン学会大会
  • [Presentation] 代謝型グルタミン酸受容体1を介したMK-4によるニューロン分化機構の解析2023

    • Author(s)
      呉雨馨、高木勇太、米谷優里、早川真由、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第75回 ビタミン学会大会
  • [Presentation] ナフトキノン環2位のメチル基構造の違いによるビタミンK変換率の比較2023

    • Author(s)
      村田昂平、小原沢諒人、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第75回 ビタミン学会大会
  • [Presentation] 抗SARS-CoV-2活性を有するビタミンK誘導体の創製2023

    • Author(s)
      小原沢諒人、岡本実佳、本間大暉、早川真由、廣田佳久、馬場昌範、須原義智
    • Organizer
      第75回 ビタミン学会大会
  • [Presentation] 異物代謝酵素発現酵母を用いたビタミンK代謝物抱合体の合成2023

    • Author(s)
      西川美宇、田上晋太朗、浅野公志、須原義智、廣田佳久、生城真一
    • Organizer
      第75回 ビタミン学会大会
  • [Presentation] The Quantification Method for Determination of Pharmacokinetics of Vitamin K Precursor Menadione Using UPLC-MS/MS2022

    • Author(s)
      Satoshi Asano, Kouki Tajima, Maya Kamao, Yoshitomo Suhara, Yoshihisa Hirota
    • Organizer
      16th South East Asian Technical University Consortium Symposium (SEATUC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The study of cytotoxicity via androgen receptor by candidate platinumanti cancer drugs2022

    • Author(s)
      Tasuku Arai, Seiji Komeda, Maya Kamao, Yoshihisa Hirota
    • Organizer
      16th South East Asian Technical University Consortium Symposium (SEATUC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis Vitamin K Derivatives with High Conversion Rates to Menaquinone-42022

    • Author(s)
      Natsuko Furukawa, Satoshi Asano, Erina Matsumoto, Yoshihisa Hirota, Yoshitomo Suhara
    • Organizer
      16th South East Asian Technical University Consortium Symposium (SEATUC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ビタミンK体内動態の解明を目指したビタミンK代謝中間体Menadione定量法の確立2022

    • Author(s)
      村田 昂平, 浅野 公志, 田島 昂紀, 鎌尾 まや, 須原 義智, 西川 美宇, 生城 真一, 廣田 佳久
    • Organizer
      第74回 ビタミン学会大会
  • [Presentation] ビタミンK変換酵素UBIAD1の転写調節を介したHMGCRによる脂質代謝制御機構2022

    • Author(s)
      廣田 佳久, 佐野 翔, 鎌尾 まや, 須原 義智
    • Organizer
      第74回 ビタミン学会大会
  • [Presentation] ビタミンK変換酵素UBIAD1を介したコレステロール代謝調節機構2022

    • Author(s)
      廣田佳久
    • Organizer
      第32回 イソプレノイド研究会例会
    • Invited
  • [Presentation] 代謝型グルタミン酸受容体を介したMK-4による神経分化機構の解析2022

    • Author(s)
      呉雨馨、米谷優里、早川真由、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第27回 日本フードファクター学会学術集会
  • [Presentation] メタボローム解析を用いた生体内におけるGTP濃度感知の重要性2022

    • Author(s)
      清野航、廣田佳久
    • Organizer
      第27回 日本フードファクター学会学術集会
  • [Presentation] ビタミンK体内動態の解明を目指したMenadione定量法の確立2022

    • Author(s)
      村田昂平、浅野公志、田上晋太郎、須原義智、西川美宇、生城真一、廣田佳久
    • Organizer
      第27回 日本フードファクター学会学術集会
  • [Presentation] ビタミン K とその誘導体の抗 3CL protease 活性の評価2022

    • Author(s)
      小原沢諒人、早川真由、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第27回 日本フードファクター学会学術集会
  • [Presentation] どうして生物はGTP量を認識する必要性があるのか? GTPセンサーPI5P4Kβを中心とした生理機能および疾患応用2022

    • Author(s)
      廣田佳久
    • Organizer
      システム加齢医学セミナー2022
    • Invited
  • [Presentation] 代謝型グルタミン酸受容体を介した MK-4 による神経分化機構の評価2022

    • Author(s)
      呉雨馨、米谷優里、早川真由、髙木勇太、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第45回 日本分子生物学会年会
  • [Presentation] PARP-1によるビタミンK変換酵素UBIAD1の転写調節を介したコレステロール代謝制御2022

    • Author(s)
      清野航、佐野翔、鎌尾まや、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第45回 日本分子生物学会年会
  • [Presentation] GTPセンサーPI5P4Kβによる代謝制御:糖尿病やがん悪液質、サルコペニア治療に向けて2022

    • Author(s)
      廣田佳久、佐々木美加、Schurdak Jennifer、河野龍義、中村能久、Perez-tilve Diego、竹内恒、千田俊哉、佐々木 敦朗
    • Organizer
      第45回 日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] ビタミンK変換酵素UBIAD1の核内転写調節を介したHMGCRによるコレステロール合成の制御機構2022

    • Author(s)
      廣田佳久
    • Organizer
      第95回 日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 抗 SARS-CoV-2 活性を持つ新規ビタミン K 誘導体の探索2022

    • Author(s)
      小原沢諒人、本間大暉、早川真由、須原義智、廣田佳久
    • Organizer
      第374回 脂溶性ビタミン総合研究委員会
    • Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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