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膵β細胞と視床下部を標的としたビオチンのエピゲノム制御による2型糖尿病の発症予防

研究課題

研究課題/領域番号 15K00825
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 食生活学
研究機関新潟県立大学

研究代表者

曽根 英行  新潟県立大学, 人間生活学部, 教授 (90398511)

研究協力者 神山 伸  新潟県立大学, 人間生活学部, 准教授 (70525401)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードビオチン / 摂食抑制 / 肥満 / 脂質代謝亢進 / 高脂肪食 / 2型糖尿病 / glucokinase / 視床下部 / 膵島細胞 / 膵β細胞 / グルコキナーゼ
研究成果の概要

ビオチンは、高脂肪食負荷の早期の段階から摂食抑制と顕著な体重増加抑制を示し、高脂肪食負荷による肥満と高血糖状態への進展を抑制した。その機序としてビオチンはglucokinaseの遺伝子発現量を増加し、膵島ではIRS-2経路を介した膵島細胞増殖、視床下部ではグルコース応答性ニューロンを介した摂食抑制が示唆された。加えて、ビオチンは、高脂肪食誘導性肥満マウスにおいても脂質代謝を亢進し、顕著な体重増加抑制を示した。
以上の結果から、ビオチンは、膵島及び視床下部に作用して膵島機能維持、摂食抑制及び脂質代謝亢進を介して肥満を予防・改善し、2型糖尿病への進展を予防することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、ビオチンが高血糖に応答する共通分子としてグルコキナーゼを介し膵島細胞と視床下部を調節することにより、日本人2型糖尿病(非肥満型)を予防するといった新たな発想に基づいている。ビオチンは過剰症の心配のない水溶性のビタミンであり、生体にとってより安全な使用が可能である。また、過食と膵β細胞の量的不足は多くの2型糖尿病に共通する発症要因であり、疾病予防・改善の両面で応用範囲が広く有効性も高いと考えられる。本研究の中核的な課題の1つであるビオチンによるエピゲノム制御は、栄養素による2型糖尿病の新たな予防・治療法の先行研究として多くの注目を集め、今後の研究・教育面において幅広く活用できる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Biotin augments acetyl CoA carboxylase 2 gene expression in the hypothalamus, leading to the suppression of food intake in mice2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Sone, Shin Kamiyama, Mutsumi Higuchi, Kaho Fujino, Shizuka Kubo, Masami Miyazawa, Saya Shirato, Kota Shiowaza
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 476 号: 3 ページ: 134-139

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.04.152

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] リポタンパク質を介したビオチンの新規体内輸送経路について2018

    • 著者名/発表者名
      曽根英行、野上咲絵、塩沢浩太、神山伸
    • 学会等名
      微量栄養素学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ビオチンによる摂食抑制作用と視床下部ACC-βの遺伝子発現調節について2016

    • 著者名/発表者名
      曽根英行、神山伸
    • 学会等名
      日本ビタミン学会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-06-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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