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哺乳動物における生体調節因子としての分岐鎖アミノ酸の生理機能

研究課題

研究課題/領域番号 17H03817
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 食品科学
研究機関中部大学 (2019)
名古屋大学 (2017-2018)

研究代表者

下村 吉治  中部大学, 応用生物学部, 教授 (30162738)

研究分担者 北浦 靖之  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (90442954)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワードBCAA / BCKDH / BDK / mTORC1 / 骨格筋 / 脳神経 / マウス / 筋肉 / 分岐鎖アミノ酸 / 代謝調節 / コンディショナルノックアウト
研究成果の概要

分岐鎖アミノ酸(BCAA:Leu, Ile, Val)はその生理作用によって生体内の代謝調節因子として注目されている。本研究では、BCAA代謝調節酵素であるbranched-chain α-keto acid dehydrogenase kinase (BDK)は細胞内でCaイオンによって調節される機構を解明した。さらに、組織特異的BDK欠損マウスを用いた研究において、骨格筋の慢性的BCAA濃度の低下は栄養センサーであるmTORC1の反応性を高めること、および運動後の筋グリコーゲン回復を遅延することを証明した。また、脳の慢性的BCAA濃度低下は中枢神経障害の原因になることを示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

分岐鎖アミノ酸(BCAA)の代謝調節機構はBCAAの生理作用のメカニズムを解明する上で重要である。本研究において、CaイオンによってBCAA代謝が調節されることを証明したが、この機構はBCAA代謝の新たな調節機構であり、これにより運動などによる骨格筋BCAA代謝の亢進を説明できる。コンディショナルBDK欠損マウスを用いた研究により、骨格筋のタンパク質およびグリコーゲン代謝においてBCAAが深く関与していることを示唆するとともに、正常な脳機能を維持するためには十分なBCAAの供給が重要であることを証明した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 9件)

  • [国際共同研究] University of Kansas Medical Center(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Indiana University School of Medicine(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 分岐鎖アミノ酸(BCAA)とインスリン抵抗性2019

    • 著者名/発表者名
      下村吉治、北浦靖之
    • 雑誌名

      医学と薬学

      巻: 76 ページ: 1595-1601

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Ca2+-dependent inhibition of branched-chain α-ketoacid dehydrogenase kinase by thiamine pyrophosphate2018

    • 著者名/発表者名
      Noguchi Seisuke、Kondo Yusuke、Ito Rina、Katayama Takahiro、Kazama Shunsuke、Kadota Yoshihiro、Kitaura Yasuyuki、Harris Robert A.、Shimomura Yoshiharu
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 504 号: 4 ページ: 916-920

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.09.038

    • NAID

      120006554494

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Physiological and pathological roles of branched-chain amino acids in the regulation of protein and energy metabolism and neurological functions2018

    • 著者名/発表者名
      Shimomura Yoshiharu、Kitaura Yasuyuki
    • 雑誌名

      Pharmacological Research

      巻: 133 ページ: 215-217

    • DOI

      10.1016/j.phrs.2018.05.014

    • NAID

      120006554495

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 分岐鎖アミノ酸の分解制御機構とその重要性について2018

    • 著者名/発表者名
      北浦 靖之, 下村 吉治
    • 雑誌名

      生化学/公益社団法人日本生化学会

      巻: 90 ページ: 234-237

    • NAID

      40021617573

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Negative regulation of amino acid signaling by MAPK-regulated 4F2hc/Girdin complex2018

    • 著者名/発表者名
      Liang Weng , Yi-Peng Han, Atsushi Enomoto, Yasuyuki Kitaura, Shushi Nagamori, Yoshikatsu Kanai, Naoya Asai, Jian An, Maki Takagishi, Masato Asai, Shinji Mii, Takashi Masuko, Yoshiharu Shimomura, Masahide Takahashi.
    • 雑誌名

      PLoS Biology

      巻: 16 号: 3 ページ: e2005090-e2005090

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.2005090

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Branched-chain amino acids regulate type I tropocollagen and type III tropocollagen syntheses via modulation of mTOR in the skin.2017

    • 著者名/発表者名
      Yamane T, Morioka Y, Kitaura Y, Iwatsuki K, Shimomura Y, Oishi Y.
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem.

      巻: 82 号: 4 ページ: 611-615

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1386084

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endurance performance and energy metabolism during exercise in mice with a muscle-specific defect in the control of branched-chain amino acid catabolism2017

    • 著者名/発表者名
      Xu Minjun、Kitaura Yasuyuki、Ishikawa Takuya、Kadota Yoshihiro、Terai Chihaya、Shindo Daichi、Morioka Takashi、Ota Miki、Morishita Yukako、Ishihara Kengo、Shimomura Yoshiharu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 7 ページ: e0180989-e0180989

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0180989

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Branched-chain amino acids alleviate hepatic steatosis and liver injury in choline-deficient high-fat diet induced NASH mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Honda T, Ishigami M, Luo F, Lingyun M, Ishizu Y, Kuzuya T, Hayashi K, Nakano I, Ishikawa T, Feng GG, Katano Y, Kohama T, Kitaura Y, Shimomura Y, Goto H, Hirooka Y.
    • 雑誌名

      Metabolism

      巻: 69 ページ: 177-187

    • DOI

      10.1016/j.metabol.2016.12.013

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 脂肪組織の分岐鎖アミノ酸(BCAA)欠乏による耐糖能への影響2019

    • 著者名/発表者名
      千田壮志、加賀清美、北浦靖之、下村吉治
    • 学会等名
      第73回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 運動持久力に対する筋特異的分岐鎖アミノ酸(BCAA)分解亢進の影響:筋グリコーゲン代謝とBCAA2019

    • 著者名/発表者名
      山田みのり、北浦靖之、水澤杏南、山田靖子、鈴木竜成、佐野仁志、下村吉治
    • 学会等名
      第73回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of genetically decreased BCAA concentration on glucose tolerance in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitaura, S. Senda, Y. Shimomura
    • 学会等名
      13th Asian Congress of Nutrition (ACN) 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 前頭部興奮性ニューロン特異的BDK欠損マウスの特徴解析2019

    • 著者名/発表者名
      水澤杏南、山田みのり、下村吉治、北浦靖之
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第13回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 筋グリコーゲン代謝に対する分岐鎖アミノ酸(BCAA)の影響2019

    • 著者名/発表者名
      山田みのり、水澤杏南、北浦靖之、下村吉治
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第13回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The roles of branched-chain amino acids (BCAAs) in regulation of muscle protein metabolism and physical activity2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimomura, Y. Kitaura
    • 学会等名
      7th International Conference on Food Factors (ICoFF) Symposium 55 "Skeletal Muscle Health"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 筋グリコーゲン量に対する筋特異的分岐鎖アミノ酸(BCAA)分解亢進の影響2019

    • 著者名/発表者名
      山田 みのり, 北浦 靖之, 下村 吉治
    • 学会等名
      第23回日本体力医学会東海地方会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 必須アミノ酸摂取による骨格筋機能改善:分岐鎖アミノ酸(BCAA)の作用を中心として2018

    • 著者名/発表者名
      下村 吉治, 北浦 靖之
    • 学会等名
      第55回日本臨床生理学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂肪組織における分岐鎖アミノ酸の欠乏は耐糖能悪化を助長する2018

    • 著者名/発表者名
      千田 壮志, 加賀 清美, 北浦 靖之, 下村 吉治
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第12回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 筋グリコーゲン量に対する筋特異的分岐鎖アミノ酸分解亢進の影響2018

    • 著者名/発表者名
      山田 みのり, 北浦 靖之, 水澤 杏南, 山田 靖子, 鈴木 竜成, 佐野 仁志, 下村 吉治
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第12回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分岐アミノ酸の代謝と生理機能2018

    • 著者名/発表者名
      下村 吉治
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第12回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Diversity of Physiological Functions of Branched-chain Amino Acids (BCAAs)2018

    • 著者名/発表者名
      Shimomura Y, Kitaura Y.
    • 学会等名
      ISTRY2018(第15回国際トリプトファン学会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Calcium ion enhances inhibition of the BCKDH kinase by thiamine pyrophosphate (TPP)2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Shimomura, Seisuke Noguchi, Yasuyuki Kitaura
    • 学会等名
      NUTRITION 2018(米国栄養学会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウスの脂肪蓄積に対するBCAA代謝亢進の影響2018

    • 著者名/発表者名
      加賀 清美, 門田 吉弘, Jussiaea Bariuan, 千田 壮志, 北浦 靖之, 下村 吉治
    • 学会等名
      第72回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋タンパク質合成に対する筋特異的BCAA代謝亢進と低タンパク質食摂取の影響2018

    • 著者名/発表者名
      山田 靖子, 山中 郁弥, 佐野 仁志, 北浦 靖之, 下村 吉治
    • 学会等名
      第72回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分岐鎖アミノ酸の生理機能の多様性2018

    • 著者名/発表者名
      下村吉治
    • 学会等名
      第15回レドックス・ライフイノベーション シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウスのエネルギー代謝に対する脂肪組織特異的分岐鎖アミノ酸代謝の影響2017

    • 著者名/発表者名
      加賀 清美, Jussiaea Bariuan, 千田 壮志, 北浦 靖之, 下村 吉治
    • 学会等名
      第73回日本栄養・食糧学会中部支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Diverse functions of branched-chain amino acid (BCAAs)2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Shimomura
    • 学会等名
      2017 The Korean Nutrition Society 50th Anniversary International Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sports Nutrition for an active life-style.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Shimomura
    • 学会等名
      IUNS 21st International Congress of Nutrition, Symposium144/1028
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BCAA代謝を調節するビタミンB12017

    • 著者名/発表者名
      下村吉治
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第69回大会シンポジウム「アミノ酸代謝を調節する補因子研究の最前線」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Adaptability to exercise training and energy metabolism during exercise in mice with muscle-specific deletion of BDK.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Shimomura
    • 学会等名
      Emerging role of Branched-chain Amino Acids in human diseases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ca2+による分岐鎖アミノ酸代謝の調節2017

    • 著者名/発表者名
      野口 晴右, 伊藤 里奈, 近藤 雄介, 北浦 靖之, 下村 吉治
    • 学会等名
      第71回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 恒常的な筋特異的BCAA 分解亢進による筋タンパク質代謝の変化2017

    • 著者名/発表者名
      山中 郁弥, 石川 卓弥, 森下 由佳子, 山田 靖子, 北浦 靖之, 下村 吉治
    • 学会等名
      第71回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-23  

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