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ヘム欠乏により惹起される糖代謝異常の分子機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06949
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分49010:病態医化学関連
研究機関山形大学

研究代表者

中島 修  山形大学, 医学部, 教授 (80312841)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード5-アミノレブリン酸 / ヘム / 老化 / 糖代謝異常 / ミトコンドリア / インスリン / グリコーゲン / サルコペニア / 5‐アミノレブリン酸 / インスリン抵抗性 / 制御性ヘム / インスリン分泌異常 / 膵β細胞 / Glucose 6-phosphatase / 糖新生 / ゲノム編集マウス / グリコーゲン合成酵素 / 糖代謝 / グリコーゲン代謝 / ATP代謝
研究成果の概要

5-アミノレブリン酸(ALA)は細胞内でエネルギーを作るミトコンドリアが正常に機能するために必須の物質です。ALAを合成する酵素は老化とともにその活性が低下しており、ALA合成能の低下が、老化に伴う、筋力低下・糖尿病の発症に関係し、ALAをサプリメントとして摂取することで、老化で起こる異常が回復することを、マウスモデルを使って我々は明らかにしています。さらに、老化で発症する糖尿病の原因が、筋肉や肝臓での糖質貯蔵の調節や膵臓からのインスリン分泌等の不具合であることも分かり、我々の研究から、サプリメントとしてALAを利用することで、健康寿命を延ばす可能性が分かってきました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超高齢社会を迎えている本邦において、健康寿命を延ばして、生活の質(QOL)を向上させ、社会として医療費を軽減することは、最重要な課題の一つである。特に、サルコペニア(加齢性筋力低下)や加齢性糖尿病の発症は、多くの高齢者のQOLを低下させる病態として知られている。本研究では、5-アミノレブリン酸(ALA)の加齢に伴う合成能の低下がサルコペニアや糖尿病の発症に関わり、ALAをサプリメントとして摂取することで、その発症を治療または防ぐ可能性を示すとともに、その作用のメカニズムを明らかにしている。本研究の成果により、今後、ALAのサプリメントとしての利用が広がることで、健康寿命の延伸を期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Heterozygous disruption of ALAS1 in mice causes an accelerated age-dependent reduction in free heme, but not total heme, in skeletal muscle and liver2021

    • 著者名/発表者名
      van Wijk Koen、Akabane Takeru、Kimura Tomohiro、Saitoh Shinichi、Okano Satoshi、Kelly Vincent P.、Takagi Michiaki、Kodama Ken、Takahashi Kiwamu、Tanaka Tohru、Nakajima Motowo、Nakajima Osamu
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 697 ページ: 108721-108721

    • DOI

      10.1016/j.abb.2020.108721

    • 関連する報告書
      2020 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] 糖尿病治療薬5‐アミノレブリン酸(ALA)によるアンチエイジング作用の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      中島修
    • 雑誌名

      日本マススクリーニング学会誌

      巻: 29

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Age-dependent decrease in ALAS1 mRNA expression and free heme in ALAS1+/- mice2020

    • 著者名/発表者名
      Koen van Wijk, 中島修他
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヘム生合成系初発酵素5-アミノレブリン酸合成酵素1(ALAS1)遺伝子破壊マウスにおけるグルコース刺激インスリン分泌異常2020

    • 著者名/発表者名
      武田和也,中島修他
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Age-dependent decrease in ALAS1 mRNA expression and decreased gluconeogenesis in ALAS1+/- mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Koen van Wijk, Shinichi Saitoh, Tomohiro Kimura, Satoshi Okano, Ken Kodama, Kiwamu Takahashi, Tohru Tanaka, Motowo Nakajima, Osamu Nakajima
    • 学会等名
      7th International ALA and Porphyrin Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impaired glucose-stimulated insulin secretion in 5-aminolevulinate synthase 1 (ALAS1) gene knockout mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Takeda, Koen van Wijk, Tomohiro Kimura, Satoshi Okano, Shinichi Saitoh, Hiroaki Yamaguchi, Ken Kodama, Kiwamu Takahashi, Tohru Tanaka, Motowo Nakajima, Osamu Nakajima
    • 学会等名
      7th International ALA and Porphyrin Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体内での5‐アミノレブリン酸(ALA)欠乏により惹起される、糖代謝およびミトコンドリアの異常2019

    • 著者名/発表者名
      中島修
    • 学会等名
      学術賞受賞講演 第9回ポルフィリン-ALA学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 加齢性インスリン抵抗性発症に関わる、ヘムによるAMPKシグナルを介したグリコーゲン合成調節機構2019

    • 著者名/発表者名
      中島修
    • 学会等名
      第17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
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ALA生合成不全マウスでの糖代謝異常の分子機構解析.2019

    • 著者名/発表者名
      斉藤真一 ,Koen van Wijk,木村朋寛 ,岡野聡,尾崎司,山本雅之,高橋究 ,田中徹,中島元夫 ,浅尾裕信,中島修
    • 学会等名
      第9回ポルフィリン-ALA学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体内のヘム欠乏は,ATP代謝異常によるグリコーゲン合成異常のため、耐糖能異常・インスリン抵抗性を発症させる2019

    • 著者名/発表者名
      中島修,斉藤真一 ,Koen van Wijk,木村朋寛 ,岡野聡,尾崎司 ,山本雅之,浅尾裕信,高橋究 ,田中徹,中島元夫
    • 学会等名
      62回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘム欠乏マウスは,ATPKシグナル低下を介して,骨格筋でのグリコーゲン合成異常が惹起され、インスリン抵抗性を発症する2019

    • 著者名/発表者名
      中島修,斉藤真一 ,Koen van Wijk,木村朋寛 ,岡野聡,尾崎司,山本雅之,浅尾裕信,高橋究 ,田中徹,中島元夫
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖代謝改善薬5-アミノレブリン酸(5-ALA)はアンチエイジングの決定打になりうるか?!2018

    • 著者名/発表者名
      中島修,斉藤真一 ,木村朋寛 ,尾崎司 , 高橋究 ,田中徹,中島元夫
    • 学会等名
      第45回日本マススクリーニング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ALA欠乏マウスにおける糖代謝異常の発症メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      中島修,斉藤真一 ,木村朋寛 ,尾崎司 , 高橋究 ,田中徹,中島元夫
    • 学会等名
      第8回ポルフィリン-ALA学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ALA欠乏マウスにおける糖代謝異常の発症メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      斉藤真一,木村朋寛 ,尾崎司 , 高橋究 ,田中徹,中島元夫 ,中島修
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ALA生合成不全マウスにおける糖代謝異常の分子機構解析2018

    • 著者名/発表者名
      斉藤真一 ,尾崎司* ,木村朋寛 ,岡野聡,山本雅之,浅尾裕信 ,高橋究 ,田中徹,中島元夫 ,中島修
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pathogenesis of impaired glycogen metabolism leading to insulin Resistance in ALA-deficient mice2018

    • 著者名/発表者名
      Saitoh S, Tsukasa O*, van Wijk K, Kimura T, Okano S, Shirasawa N, Yamamoto M, Kelly VP, Takahashi K, Tanaka T, Nakajima M, Nakajima O
    • 学会等名
      6th International ALA and Porphyrin Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heme Deficiency Causes impaired Glycogen Synthesis in Skeletal Muscle, Leading to Insulin Resistance2018

    • 著者名/発表者名
      Nakajima O, Saitoh S, Kimura T, Tsukasa O, Kelly VP, Takahashi K, Tanaka T, Nakajima M
    • 学会等名
      78th Scientific Sessions American Diabetes Association
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 生命金属ダイナミクス 第5章第2節「ヘム欠乏により惹起される病態とヘム代謝の新しい分子生物学」2021

    • 著者名/発表者名
      中島修
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      NTS
    • ISBN
      9784860437060
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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