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連関する全臓器の恒常性変化を可視化する技術を利用した認知症の超早期診断法開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H03561
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52010:内科学一般関連
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター (2020-2022)
京都大学 (2019)

研究代表者

山本 正道  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 特任部長 (70423150)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードアデノシン三リン酸 / エネルギー代謝 / イメージング / 臓器連関 / ミトコンドリア / 認知症 / アルツハイマー病 / アルツハイマー病モデルマウス / 恒常性 / 全臓器連関
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、アルツハイマー病(以下AD)の簡便かつ高効率な超早期診断方法の確立に貢献する非臨床評価基盤を構築することである。申請者が開発する「恒常性変化(ATP量変化)として、脳とそれ以外の臓器との連関を可視化・解析する技術」を軸に、脳以外の組織・細胞が活用可能となる上記基盤の確立を目指す。本研究では、脳以外の臓器を起点とする、ADの超早期診断に繋がる新規因子を同定し、認知症の大規模研究(AMEDプレクリニカルなど)において、該因子が脳画像診断の前段階でAD患者候補の特定に利用されることを目指す。

研究成果の概要

生体内のATP動態を可視化する技術を用いて、連関する臓器の関係を明らかにし、認知症の早期診断に応用する取り組みが行われました。この技術により、細胞レベルから臓器レベルまでのATP量を計測することが可能になりました。この技術を用いた研究により、本来は腎臓に作用するSGLT2阻害薬が心臓のミトコンドリア機能改善に関与することが発見されました。さらに、認知症モデルマウスの実験により、脳の海馬の錐体細胞でATP量の低下が認知行動異常の3ヶ月前に生じることが明らかになりました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内のATP動態を可視化する技術の開発により、細胞質とミトコンドリアのエネルギー代謝をマウスモデルでイメージングすることが可能になりました。SGLT2阻害薬(エンパグリフロジン)が心臓のミトコンドリア機能を改善することを発見し、その適応拡大やメカニズムの解明に重要な意味があります。さらに、認知症モデルマウスで早期の異常が起こる領域と時期を特定することができ、ヒト臨床試験への応用にも期待があります。これらの研究結果を通じて、臨床応用に向けた整備が進み、学術的・社会的に重要な成果となる可能性があります。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] The SGLT2 inhibitor empagliflozin improves cardiac energy status via mitochondrial ATP production in diabetic mice.2023

    • 著者名/発表者名
      Jungmi Choi, Naoki Matoba, Daiki Setoyama, Daiki Watanabe, Yuichiro Ohnishi, Ryuto Yasui, Yuichirou Kitai, Aki Oomachi, Yutaro Kotobuki, Yoichi Nishiya, Michael Paul Pieper, Hiromi Imamura, Motoko Yanagita, Masamichi Yamamoto
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 278 号: 1 ページ: 278-278

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04663-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glycolytic System in Axons Supplement Decreased ATP Levels after Axotomy of the Peripheral Nerve.2023

    • 著者名/発表者名
      Tomofumi Takenaka , Yuichiro Ohnishi , Masamichi Yamamoto , Daiki Setoyama , Haruhiko Kishima
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 10 号: 3 ページ: 0353-22

    • DOI

      10.1523/eneuro.0353-22.2023

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Osteoclasts adapt to physioxia perturbation through DNA demethylation2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Keizo、Seno Shigeto、Yoshihara Toshitada、Narazaki Ayako、Sugiura Yuki、Shimizu Reito、Kikuta Junichi、Sakaguchi Reiko、Suzuki Norio、Takeda Norihiko、Semba Hiroaki、Yamamoto Masamichi、et al
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 22 号: 12 ページ: 53035-53035

    • DOI

      10.15252/embr.202153035

    • 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
  • [雑誌論文] Two‐photon AMPK and ATP imaging reveals the bias between rods and cones in glycolysis utility2021

    • 著者名/発表者名
      He Jiazhou、Yamamoto Masamichi、Sumiyama Kenta、Konagaya Yumi、Terai Kenta、Matsuda Michiyuki、Sato Shinya
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 35 号: 9

    • DOI

      10.1096/fj.202101121r

    • 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] Rostro-caudal different energy metabolism leading to differences in degeneration in spinal cord injury2021

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi Yuichiro、Yamamoto Masamichi、Sugiura Yuki、Setoyama Daiki、Kishima Haruhiko
    • 雑誌名

      Brain Communications

      巻: 3 号: 2

    • DOI

      10.1093/braincomms/fcab058

    • 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
  • [学会発表] マウス生体内のATP動態2022

    • 著者名/発表者名
      山本正道
    • 学会等名
      がんとハイポキシア研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動時のATP代謝動態解析2022

    • 著者名/発表者名
      山本正道
    • 学会等名
      日本体力医学学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス生体内におけるATP動態の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      山本正道
    • 学会等名
      日本生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス生体内におけるATP動態の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      山本正道
    • 学会等名
      第99回日本生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス生体内におけるATP動態の可視化と応用2021

    • 著者名/発表者名
      山本正道
    • 学会等名
      第94回 生化学学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス生体内におけるATP動態の可視化と応用2021

    • 著者名/発表者名
      山本正道
    • 学会等名
      第147回 関西実験動物研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス生体内のATP可視化技術によるアルツハイマー病の解明2019

    • 著者名/発表者名
      山本正道
    • 学会等名
      日本認知症学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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