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膵β細胞の機能不全発症メカニズムの解明と食品成分による2型糖尿病予防への展開

研究課題

研究課題/領域番号 19H02913
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関大阪府立大学

研究代表者

原田 直樹  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (00529141)

研究分担者 井澤 武史  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (20580369)
白木 伸明  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70448520)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワードRedd2 / 膵β細胞 / 酸化ストレス / Nrf2 / p53 / ストレプトゾトシン / 咀嚼 / アンドロゲン / インスリン / アポトーシス / 2型糖尿病 / 高脂肪食 / Redd2/Ddit4l / 食品成分 / インスリン分泌 / ストレス応答
研究開始時の研究の概要

2型糖尿病は、日本を含むアジア地域で急速な広がりを見せている。特にアジア人ではインスリン分泌を担う膵β細胞の量的・質的機能不全が成因となるが、どのような分子メカニズムでインスリン分泌低下が生じるのかは明らかになっていない。本研究では、ストレス応答遺伝子であるRedd2に着目して、<I>培養細胞を用いた膵β細胞機能不全メカニズムの解明、<II>Redd2ノックアウトマウスを用いた動物個体レベルでの検証、<III>食品成分による膵β細胞保護作用との関連について検討を行う。

研究成果の概要

本研究では、膵β細胞機能不全に陥るメカニズムについて解析を行った。Redd2は、膵β細胞に酸化ストレスを生じさせるストレプトゾトシン(STZ)によって発現が増加すること、Redd2の発現をノックダウンするとSTZによるINS-1 β細胞生存能の低下が抑制されることを見出した。発現増加には、Nrf2とp53の関与が示唆された。Redd2ノックアウトマウスでは、高脂肪食摂食時にβ細胞機能の改善により耐糖能が改善することが判明した。Redd2は、膵β細胞障害マーカーとしての利用が期待できる。さらに、本研究では、咀嚼や男性ホルモンとβ細胞機能の関連についても明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2型糖尿病は、QOLを低下させ寿命を短縮させるため、その予防は健康長寿社会の構築において重要な課題となっている。日本人を含むアジア人ではインスリン分泌低下、すなわち膵β細胞機能不全に陥って血糖維持機構が破綻しやすい特徴がある。2型糖尿病を予防するために、食品科学分野に対しては、科学的エビデンスに支えられた機能性食品や食生活の提示が求められている。しかし、機能不全を予防する上で必須となるその発症メカニズムの理解はあまり進んでいない。本研究では、膵β細胞の機能不全に陥る原因として酸化ストレスによるRedd2の発現が増加することが一因となることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Vanderbilt University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of G protein-coupled receptor 55 (GPR55) as a target of curcumin2022

    • 著者名/発表者名
      Harada Naoki、Okuyama Mai、Teraoka Yoshiaki、Arahori Yumi、Shinmori Yoh、Horiuchi Hiroko、Luis Paula B.、Joseph Akil I.、Kitakaze Tomoya、Matsumura Shigenobu、Hira Tohru、Yamamoto Norio、Iuni Takashi、Goshima Naoki、Schneider Claus、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
    • 雑誌名

      npj Science of Food

      巻: 6 号: 1 ページ: 4-4

    • DOI

      10.1038/s41538-021-00119-x

    • 関連する報告書
      2021 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] Curcumin activates G protein-coupled receptor 97 (GPR97) in a manner different from glucocorticoid2022

    • 著者名/発表者名
      Harada Naoki、Arahori Yumi、Okuyama Mai、Luis Paula B.、Joseph Akil I.、Kitakaze Tomoya、Goshima Naoki、Schneider Claus、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 595 ページ: 41-46

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.01.075

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] クルクミンの生理作用解析ツールとしての代謝産物および構造類似体2021

    • 著者名/発表者名
      荒堀有美、原田 直樹、山地 亮一.
    • 雑誌名

      ビタミン

      巻: 95 ページ: 286-289

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 膵β細胞の発達へ及ぼすアンドロゲンの作用2021

    • 著者名/発表者名
      原田直樹
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 4 ページ: 73-75

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Food texture affects glucose tolerance by altering pancreatic β-cell function in mice consuming high-fructose corn syrup2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Harada, Masayuki Nomura, Yasuhiro Yoda, Shigenobu Matsumura, Hiroshi Inui, Ryoichi Yamaji.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 15 号: 5 ページ: e0233797-e0233797

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0233797

    • 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
  • [雑誌論文] Relationship between gut environment, feces-to-food ratio, and androgen deficiency-induced metabolic disorders2020

    • 著者名/発表者名
      Harada Naoki、Minami Yukari、Hanada Kazuki、Hanaoka Ryo、Kobayashi Yasuyuki、Izawa Takeshi、Sato Takashi、Kato Shigeaki、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
    • 雑誌名

      Gut Microbes

      巻: 12 号: 1 ページ: 1817719-1817719

    • DOI

      10.1080/19490976.2020.1817719

    • 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
  • [雑誌論文] 膵β細胞への男性ホルモンの作用2020

    • 著者名/発表者名
      原田直樹
    • 雑誌名

      Bio Clinica

      巻: 35 ページ: 79-81

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Role of gut microbiota in sex- and diet-dependent metabolic disorders that lead to early mortality of androgen receptor-deficient male mice2020

    • 著者名/発表者名
      Harada Naoki、Hanada Kazuki、Minami Yukari、Kitakaze Tomoya、Ogata Yoshiyuki、Tokumoto Hayato、Sato Takashi、Kato Shigeaki、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 318 号: 4 ページ: E525-E537

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00461.2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 膵β細胞量調節の性差と食の影響2020

    • 著者名/発表者名
      原田直樹
    • 雑誌名

      Medical Science Digest

      巻: 46 ページ: 37-38

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] インスリン分泌を介した男性ホルモンの血糖調節作用と高脂肪食摂取のインパクト2020

    • 著者名/発表者名
      原田直樹
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 4 ページ: 66-68

    • NAID

      40022290317

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Fetal androgen signaling defects affect pancreatic β-cell mass and function, leading to glucose intolerance in high-fat diet-fed male rats2019

    • 著者名/発表者名
      Harada Naoki、Yotsumoto Yusuke、Katsuki Takahiro、Yoda Yasuhiro、Masuda Tatsuya、Nomura Masayuki、Shiraki Nobuaki、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 317 号: 5 ページ: E731-E741

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00173.2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 膵β細胞における酸化ストレスによるRedd2 の発現調節と個体レベルでの役割2022

    • 著者名/発表者名
      坂本修哉、浦川夏帆、田宮央登、北風智也、松村成暢、真下知士、原田直樹、山地亮一
    • 学会等名
      第76回 日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 膵臓β細胞における酸化ストレスによるRedd2の発現調節機構とその役割の解明2022

    • 著者名/発表者名
      浦川夏帆、田宮央登、原田直樹、松村成暢、真下知士、北風智也、乾博、山地亮一1
    • 学会等名
      2022年度 日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GPR55活性化物質としてのクルクミンの同定とインクレチン分泌における役割2022

    • 著者名/発表者名
      原田直樹、奥山真衣、寺岡佳晃、荒堀有美、新森耀、北風智也、乾隆、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      2022年度 日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 体温調節における男性ホルモンの作用とその分子機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      久保慶太朗、原田直樹、北風智也、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第516回講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アンドロゲンの作用低下と高脂肪食による代謝疾患と生命予後への影響2021

    • 著者名/発表者名
      原田直樹
    • 学会等名
      第78回 日本栄養・食糧学会 中部支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異性化糖摂取マウスの膵β細胞機能に及ぼす食餌性状の影響2021

    • 著者名/発表者名
      原田直樹、野村雅之、與田安紘、北風智也、松村成暢、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      第75回 日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生活習慣病の性差と機能性食品開発のターゲット2021

    • 著者名/発表者名
      原田直樹
    • 学会等名
      021年度第1回 近畿バイオインダストリー振興会議:生活習慣病予防のための機能性食品開発に関する研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌叢を介したアンドロゲンのエネルギー代謝調節作用2021

    • 著者名/発表者名
      原田直樹、花田一貴、南友香梨、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      2021年度 日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 唾液ムチン10の糖鎖修飾と糖転移酵素発現に及ぼすアンドロゲンの作用2021

    • 著者名/発表者名
      出南真奈、原田直樹、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      2021年度 日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 膵β細胞におけるRedd2の酸化ストレスによる発現調節とその役割2020

    • 著者名/発表者名
      浦川夏帆、田宮央登、原田直樹、松村成暢、真下知士、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      第74回 日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アンドロゲン受容体ノックアウト雄性マウスの高脂肪食摂取に起因したエネルギー代謝異常への腸内細菌叢の関与2020

    • 著者名/発表者名
      原田直樹、花田一貴、南友香梨、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      第74回 日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 膵β細胞における小胞体ストレス誘導性アポトーシスに対するインスリンの作用について2020

    • 著者名/発表者名
      西村佳那、原田直樹、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      第59回 日本栄養・食糧学会 近畿支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 膵臓β細胞機能調節作用を介した胎児期男性ホルモンのDOHaDへの関与2020

    • 著者名/発表者名
      原田直樹、四元優佑、甲木孝弘、與田安紘、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      2020年度 日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 胎児期雄性ラットにおける男性ホルモンの作用抑制が耐糖能に及ぼす影響について2019

    • 著者名/発表者名
      原田直樹、四元優佑、乾博、山地亮一
    • 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] アンドロゲン受容体ノックアウトマウスの代謝疾患発症に対する抗生物質の影響2019

    • 著者名/発表者名
      南友香梨、花田一貴、原田直樹、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      第509回 日本農芸化学会関西支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 膵β脂肪の小胞体ストレス誘導性アポトーシスに対するインスリンの抑制効果とその機構2019

    • 著者名/発表者名
      西村佳那、原田直樹、乾博、山地亮一
    • 学会等名
      日本農芸化学会 関西・中部支部2019年度合同神戸大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effects of S-equol on pancreatic β-cell function as incretin mimetics2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Harada, Hiroko Horiuchi, Hiroshi Inui, Ryoichi Yamaji
    • 学会等名
      2019 International Conference on Food Factors
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 食品代謝栄養学-大阪公立大学

    • URL

      https://cms-admin.omu.ac.jp/agri/nc/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 食品代謝栄養学-大阪府立大学

    • URL

      http://www.biosci.osakafu-u.ac.jp/NC/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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