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記憶学習のメカニズム解析及び血漿中脳由来エクソソームを利用した記憶学習能力の評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K23797
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0801:薬学およびその関連分野
研究機関金沢大学

研究代表者

石本 尚大  金沢大学, 薬学系, 助教 (00843062)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード記憶学習 / 脳由来エクソソーム / バイオマーカー / 脳部位特異的遺伝子発現制御
研究開始時の研究の概要

記憶学習能力向上作用を有する食物由来抗酸化アミノ酸ergothioneine(ERGO)の作用機序の解明のため、ERGOの経口投与後、記憶学習能力が向上したマウス及び対照群の記憶を司る海馬歯状回(DG)においてプロテオミクス解析を行い、記憶学習能力の向上により発現変動する蛋白質を見出す。次に、マウスにおいて、それら候補蛋白質のDG特異的な発現制御を行い、記憶学習能力や各種シグナル分子を評価する。さらに、記憶学習能力が向上したマウスにおいて、血漿から得られる脳内環境を反映する脳由来エクソソーム中の、候補蛋白質の量と記憶学習能力との相関を分析し、血漿成分から記憶学習能力を評価する系の確立を目指す。

研究成果の概要

ヒトの認知機能を改善させるergothioneine (ERGO)を経口投与したマウス及び対照群の記憶を司る海馬歯状回(DG)においてプロテオミクス解析を行い、発現が増加したある候補蛋白質に着目し、その発現を抑制するアデノ随伴ウイルス(AAV)を構築し、マウスDG特異的にこのAAVを感染させると神経突起の伸長が抑制された。
健常人と軽度認知障害患者をERGO投与群と偽薬投与群に分け、血清中エクソソーム画分を比較すると、ある候補蛋白質の発現量がERGO投与群で有意に高く、その発現量と血清中ERGO濃度および一部の認知機能検査の評価項目と正の相関を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトの認知機能を改善させるERGOの作用機序として、記憶を司る海馬歯状回におけるある候補蛋白質による神経突起の伸長が関与する可能性を示唆した。
認知機能の判定には、実験動物では行動試験、ヒトでは種々の認知機能検査が必要であるが、心理的要因などによるデータのばらつきが問題となり、より定量的な指標の確立が求められている。本研究で見出した脳内環境を反映する脳由来エクソソーム内の分子が、認知機能の改善を推測するバイオマーカーになる可能性がある。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Regulation of Neurogenesis by Organic Cation Transporters: Potential Therapeutic Implications2021

    • 著者名/発表者名
      Ishimoto Takahiro、Kato Yukio
    • 雑誌名

      Handbook of Experimental Pharmacology

      巻: - ページ: 281-300

    • DOI

      10.1007/164_2021_445

    • ISBN
      9783030829834, 9783030829841
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oral Administration of the Food Derived Hydrophilic Antioxidant Ergothioneine Enhances Object Recognition Memory in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamichi N, Nakao S, Nishiyama M, Takeda Y, Ishimoto T, Masuo Y, Matsumoto S, Suzuki M, Kato Y.
    • 雑誌名

      Curr Mol Pharmacol

      巻: - 号: 2 ページ: 220-233

    • DOI

      10.2174/1874467213666200212102710

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Homostachydrine is a Xenobiotic Substrate of OCTN1/SLC22A4 and Potentially Sensitizes Pentylenetetrazole-Induced Seizures in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Misa、Nakamichi Noritaka、Yoshimura Tomoyuki、Masuo Yusuke、Komori Tomoe、Ishimoto Takahiro、Matsuo Jun-ichi、Kato Yukio
    • 雑誌名

      Neurochemical Research

      巻: 45 号: 11 ページ: 2664-2678

    • DOI

      10.1007/s11064-020-03118-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maturational Characterization of Mouse Cortical Neurons Three-Dimensionally Cultured in Functional Polymer FP001-Containing Medium2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamichi N, Matsumoto Y, Kawanishi T, Ishimoto T, Masuo Y, Horikawa M, Kato Y
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 42 号: 9 ページ: 1545-1553

    • DOI

      10.1248/bpb.b19-00307

    • NAID

      130007700083

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2019-09-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Proliferative effect of tri-deoxyribonucleotides on mouse neural stem cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Ishimoto T, Matsumura N, Masuo Y, Kiriyama K, Sutoh K, Kato Y
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Oral administration of food-derived amino acid ergothioneine enhances learning and memory by phosphorylation of TrkB and promotion of neurogenesis in the hippocampal dentate gyrus.2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Y, Ishimoto T, Nakao S, Masuo Y, Matsumoto S, Suzuki M, Kato Y
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Amount of phosphorylated TrkB in serum extracellular vesicles reflect ergothioneine-induced enhancement of cognitive function.2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto R, Ishimoto T, Matsumoto S, Masuo Y, Suzuki M, Kato Y
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Transporter-mediated Ergothioneine Uptake Promotes Neuronal Differentiation through Activating NT5/TrkB/mTORC1 Signaling in Neural Stem Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ishimoto T, Nakamichi N, and Kato Y
    • 学会等名
      New Frontier in Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] P-gp及びBcrp阻害剤のマウス神経幹細胞生存率に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      石本尚大、高田健矢、増尾友佑、加藤将夫
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト血液中細胞外膜小胞におけるリン酸化TrkBの測定と食物由来抗酸化物質による変化2020

    • 著者名/発表者名
      松本留里、石本尚大、松本聡、増尾友佑、鈴木真、加藤将夫
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス神経幹細胞における薬物排出トランスポーターの発現プロファイル2020

    • 著者名/発表者名
      高田健矢、石本尚大、増尾友佑、加藤将夫
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 腎血流速度の評価に応用可能な生体内物質の網羅的探索2020

    • 著者名/発表者名
      及川夏月、増尾友佑、石本尚大、加藤将夫
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 網羅的メタボロミクス解析による膜輸送体OCTN1脳内基質探索, 第93回日本薬理学会年会2020

    • 著者名/発表者名
      西山美沙、吉村智之、増尾友佑、石本尚大、中道範隆、松尾淳一、加藤将夫
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional Expression of Xenobiotic Transporters in Neural Stem Cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Ishimoto T, Masuo Y, and Kato Y
    • 学会等名
      The 3rd Workshop for Japan-Korea Young Scientists on Pharmaceutics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of Neurogenesis by OCTN1-mediated Ergothioneine Transport.2019

    • 著者名/発表者名
      Ishimoto T
    • 学会等名
      APSTJ Global Education Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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