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トリプトファン代謝に関連した老化制御の機構解明とトランスレーショナルリサーチ

研究課題

研究課題/領域番号 20H03576
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
研究機関大阪大学

研究代表者

樂木 宏実  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (20252679)

研究分担者 山本 浩一  大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (00528424)
神出 計  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80393239)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード必須アミノ酸 / ACE2 / フレイル / トリプトファン / 老化 / サルコペニア / 骨格筋 / 小腸
研究開始時の研究の概要

生体内で合成できない必須アミノ酸のトリプトファン(Trp)は体内で代謝される過程で老化に関与する多くの物質の原料となる。我々はTrpが腸管で吸収される際に重要な働きをするアンジオテンシン変換酵素2 (ACE2)が全身で欠損したマウスでは、若くから老化がおこることを見出した。本研究はTrpを原料として産生される物質が全体として老化に及ぼす影響を、ACE2を遺伝子操作したマウスなどを用いて検討する。また、ヒトの臨床研究の測定データとTrp代謝産物の血液中濃度との関連を検証する。最終的にはTrp補充がヒトの老化進行を抑制するか確認する臨床研究を行い高齢者の健康寿命の延伸につなげていきたい。

研究実績の概要

我々は小腸に発現し必須アミノ酸のトリプトファン(Trp)の吸収に関与するAngiotensin converting enzyme 2(ACE2)に着目した研究を行ってきており、ACE2欠損マウスでは早期老化と老化促進の形質(筋力低下、筋量減少、皮下脂肪委縮)を認めることを明らかにしてきた。本研究はTrp代謝が老化に及ぼす影響を、ACE2を介するアミノ酸吸収機構の観点で基礎的に研究することと、ヒトを用いた観察研究でTrp代謝産物と老化の関連を明らかにすることを目的としている。研究計画は1.腸管上皮特異的ACE2欠損マウスにおける老化関連形質を検証する研究、2.老化関連遺伝子p16欠損マウスを用いたACE2によるTrp吸収機構が老化に及ぼすメカニズムを検証する研究、3.疫学研究(SONIC)参加者を対象にTrp代謝機構と老化の関連を解明する研究で構成されている。1.に関しては腸管特異的ACE2欠損マウス(ACE2-LOXP-Villin-cre)とコントロールマウス(AC2-LOXP)を胚移植により作成し、24か月齢まで飼育する群と短期で検討を終える群を確保した。現在、最初に作成した群に関しては6ヵ月齢までの筋力測定を行っている。2.に関しては15か月齢まで握力測定を行って、ACE2KO-p16欠損マウスとp16欠損マウス間に握力差がないことを確認している。15か月齢時の組織を用いて解析を行っている。3.に関してはtryptophanとKynurenineの血漿中濃度をHPLCサンプルで測定する予定であったが、Kynurenineの測定系が確立できずELISA法で施行予定である。また、対象となるSONIC研究の調査を継続している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

計画1に関しては、腸管上皮特異的ACE2欠損マウスの作成に遅延が生じていたが、現在計画の遂行に必要なマウスは確保している。3に関しては測定系の確立に問題が生じたが、ELISA法による代替手段は確保できている。

今後の研究の推進方策

計画1に関しては本実験を開始しており、継続する予定である。計画2に関しては解析を進め、結果をまとめる予定である。計画3に関しては既に血漿サンプルは凍結保存されている状況である。tryptophanとKynurenineの血漿中濃度測定を行い、臨床データと合わせて解析を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Is the anti-aging effect of ACE2 due to its role in the renin-angiotensin system? Findings from a comparison of the aging phenotypes of ACE2-deficient, Tsukuba hypertensive, and Mas-deficient mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Hikari、Yamamoto Koichi、Mogi Masaki、Nozato Satoko、Rakugi Hiromi
    • 雑誌名

      Hypertension Research

      巻: 4 号: 5 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41440-023-01189-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tryptophan Metabolism and COVID-19-Induced Skeletal Muscle Damage: Is ACE2 a Key Regulator?2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Hikari、Yamamoto Koichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Nutrition

      巻: 9 ページ: 868845-868845

    • DOI

      10.3389/fnut.2022.868845

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A pressor dose of angiotensin II has no influence on the angiotensin‐converting enzyme 2 and other molecules associated with SARS‐CoV‐2 infection in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Yu、Takeshita Hikari、Yamamoto Koichi、Huang Yibin、Wang Cheng、Nakajima Tsuneo、Nozato Yoichi、Fujimoto Taku、Yokoyama Serina、Hongyo Kazuhiro、Nakagami Futoshi、Akasaka Hiroshi、Takami Yoichi、Takeya Yasushi、Sugimoto Ken、Rakugi Hiromi
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 35 号: 3

    • DOI

      10.1096/fj.202100016r

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Double Deletion of Angiotensin II Type 2 and Mas Receptors Accelerates Aging‐Related Muscle Weakness in Male Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Hikari、Yamamoto Koichi、Mogi Masaki、Wang Yu、Nozato Yoichi、Fujimoto Taku、Yokoyama Serina、Hongyo Kazuhiro、Nakagami Futoshi、Akasaka Hiroshi、Takami Yoichi、Takeya Yasushi、Sugimoto Ken、Horiuchi Masatsugu、Rakugi Hiromi
    • 雑誌名

      Journal of the American Heart Association

      巻: 10 号: 13

    • DOI

      10.1161/jaha.120.021030

    • 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] ACE2, angiotensin 1-7 and skeletal muscle: review in the era of COVID-192020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Koichi、Takeshita Hikari、Rakugi Hiromi
    • 雑誌名

      Clinical Science

      巻: 134 号: 22 ページ: 3047-3062

    • DOI

      10.1042/cs20200486

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-12-25  

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