2023 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on modification and disintegration of the signaling network by aging using comprehensive peptide library
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22H02286
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大日向 耕作 京都大学, 農学研究科, 准教授 (00361147)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ペプチド / マッピング / 食欲調節 / 認知機能 / 神経系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトを含む動物は多様な食品を摂取することができる。すなわち、生体には膨大な分子種を受容するシステムが既に存在するといえるが、この全容解明には多様性と反応性を兼ね備えた分子プローブを用いたフォワード的な研究アプローチが不可欠である。そこで本研究課題では、包括的ペプチドライブラリーを用いて、経口投与により誘発される生理作用を体系的に検討し構造情報と紐づいた形でinputとoutputの関係性を明らかにすることを目標とする。さらに、食シグナル受容に重要な腸内分泌細胞などに対する応答性を評価し、これらのマルチマッピング情報をもとに生体情報ネットワーク解明を目指す。
高脂肪食の摂取抑制作用についてジペプチドライブラリーを用いてin vivoマッピングを実施した。併せて、腸内分泌細胞に対する応答性について、ジペプチドライブラリーを用いてin vitroマッピング実施した。これらのマッピング情報に基づき、さらに、構造活性相関情報を活用することにより、新たな高脂肪食摂取抑制ペプチドを複数見出した。したがって、マルチマッピング情報を基盤に新しい経口投与で有効な新規ペプチドの発見することに成功し、マルチマッピングの有効性を明らかにしたといえる。
認知機能を改善する食品分子にも焦点を当て、新しい生理活性についても適応範囲を拡張した。認知症の危険因子として糖尿病が知られており、糖代謝障害が認知症のリスクを上昇させることが疫学調査によって明らかにされている。これまで糖代謝を改善するペプチドのマッピングを実施しており、この情報を活用しつつ、新しい認知機能改善ペプチドを探索した。認知機能改善作用を示す食品タンパク質の酵素消化物について、一斉分析情報と酵素基質特異性情報を参照し、経口投与で有効な認知機能改善ペプチドを複数発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ペプチドライブラリーを用いた包括的な検討により多様な生理活性に関するマッピングを実施した。in vitroおよびin vivoの両レベルにおけるマッピングを行うとともに新規ペプチドを発見し新しい生体情報ネットワークを解明した。研究は順調に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで包括的かつ体系的なジペプチドライブラリーを用いて異なる階層のマッピング情報を蓄積してきた。最大400通り（20×20）の組み合わせからなるジペプチドライブラリーは、ペプチドのライブラリーとしては種類が比較的少ないものの、in vivo評価には群数が多くなりすぎる。そのため、N末端あるいはC末端が共通のアミノ酸の混合物をそれぞれ20種類ずつ作成し検討を実施した。既に高脂肪食の摂取を抑制するペプチドの構造上のルールを明らかにし、in vivoマッピング情報を解明してきた。併せて、腸内分泌細胞におけるジペプチドライブラリーの応答性を検討し、複数の生理活性についてin vitroマッピング情報を収集した。これらの情報をもとに、経口投与で有効な生理活性ペプチドを複数見出した。さらに本年度は、経口投与で有効な生理活性ペプチドの作用機構を解明する。腸内分泌細胞における応答性、腸-脳連関、および脳内の情報伝達経路について、生理学的、分子生物学的、および組織学的な検討を実施する。
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