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グリア細胞代謝調節経路を介した栄養恒常性・認知機能調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H04137
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59040:栄養学および健康科学関連
研究機関国立研究開発法人国立長寿医療研究センター

研究代表者

田口 明子  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 ジェロサイエンス研究センター, 部長 (80517186)

研究分担者 王 蔚  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 統合加齢神経科学研究部, 研究員 (00845167)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (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)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードインスリンシグナル / アストロサイト / 認知機能 / 栄養エネルギー代謝 / トランスポーター / 耐糖能 / 老化 / 糖代謝シグナル経路 / インスリン / 糖代謝経路 / グリア / 栄養代謝 / グリア細胞 / 栄養恒常性 / 認知機能調節 / 代謝調節経路
研究開始時の研究の概要

アストロサイトは、脳のエネルギー栄養代謝調節を担う中心的役割を果たしているが、認知機能低下を呈する2型糖尿病モデルマウス脳ではアストロサイトの反応性変化が観察される。これらの結果と脳特異的糖代謝調節因子の欠損は顕著な異常を誘導しないという新たに得た知見に鑑み、アストロサイト特異的糖代謝調節因子欠損マウスを作製した。本研究では、当該マウスの解析を通じ、脳・全身のエネルギー栄養代謝および認知機能の調節において、アストロサイトの糖代謝調節経路が果たす生理的および病理学的役割を明らかにし、新たな栄養代謝・認知機能調節機構の存在の可能性を明らかにする事を目的とする。

研究成果の概要

(1)若齢期の欠損マウスでは、耐糖能異常が誘導された。(2)海馬の神経細胞新生の低下と空間認知障害が観察された。(3)アストロサイトには、老化様形態変化が観察された。(4)ミトコンドリア関連因子について有意な発現変動が観察された。(5)骨格筋では関連シグナル分子の異常な活性化変動が生じていた。(6)脳の栄養エネルギー輸送経路において、各種トランスポーターと乳酸の有意な変化が観察された。(7)老齢期では、耐糖能に変化は観察されなかった。これまでの解析から、アストロサイトIRS1は、体系的な糖代謝制御と認知機能調節に関与し、その機能は、加齢に伴い変化する可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、新規作製した変異マウスの解析を通じて、アストロサイトIRS1が関与する新たな栄養エネルギー代謝・認知機能調節機構の可能性に迫るもので、学術的独自性が高い内容である。本研究成果において、従来の認知症研究では発見されなかった新たな代謝・認知機能調節機序の存在が示唆されたことから、認知機能障害の予防・治療法の開発へと発展することに期待がもたれる。

報告書

(3件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Harvard Medical School(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Johns Hopkins University Sch Med/Harvard Medical School(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] The Association between Insulin Signaling, Type2 Diabetes, and Cognitive Dysfunction2023

    • 著者名/発表者名
      Taguchi A
    • 雑誌名

      Int J Endocrinol Diabetes

      巻: 6(1) 号: 1 ページ: 148-150

    • DOI

      10.36266/ijed/148

    • 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] Brain insulin signaling and metabolic disorder and cognitive dysfunction/脳内インスリンシグナルと代謝異常・認知機能障害2023

    • 著者名/発表者名
      田口明子
    • 雑誌名

      Diabetes Journal

      巻: 50(2) ページ: 6-14

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of high-fat diet on nutrient metabolism and cognitive functions in young APPKI NL-G-F/NL-G-F mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Wang W, Tanokashira D, Shibayama Y, Tsuji R, Maruyama M, Kuroiwa C, Saito T, Saido C T, Taguchi A
    • 雑誌名

      Neuropsychopharmacology Reports

      巻: 42(3) 号: 3 ページ: 272-280

    • DOI

      10.1002/npr2.12257

    • 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] Irs2 deficiency alters hippocampus-associated behaviors during young adulthood.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanokashira D, Wang W, Maruyama M, Kuroiwa C, White MF, Taguchi A.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 559 ページ: 148-154

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.04.101

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Young APPKI NL-G-F/NL-G-F mice display high-fat diet-induced metabolic disturbances and specific disorders associated with brain energy homeostasis.2021

    • 著者名/発表者名
      Wang W, Tanokashira D, Maruyama M, Kuroiwa C, Saito T, Saido TC, Taguchi A.
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2021.12.21.473697

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 精神神経疾患と栄養エネルギー代謝障害2021

    • 著者名/発表者名
      田口明子,石塚公子
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 39(9) ページ: 1331-1336

    • 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] From population to neuron: exploring common mediators for metabolic problems and mental illnesses2020

    • 著者名/発表者名
      Takayanagi Yoichiro、Ishizuka Koko、Laursen Thomas M.、Yukitake Hiroshi、Yang Kun、Cascella Nicola G.、Ueda Shuhei、Sumitomo Akiko、Narita Zui、Horiuchi Yasue、Niwa Minae、Taguchi Akiko、White Morris F.、Eaton William W.、Mortensen Preben B.、Sakurai Takeshi、Sawa Akira
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: - 号: 8 ページ: 3931-3942

    • DOI

      10.1038/s41380-020-00939-5

    • 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
  • [学会発表] グリア細胞のインスリンシグナルを標的とした認知機能障害およびエネルギー代謝異常発症機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      酒井和哉、王蔚、田之頭大輔、辻竜平、山口真広、小川敦子、中村美沙希、Morris F White、田口明子
    • 学会等名
      第31回日本医学会総会6NCリトリートポスターセッション
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of astrocytic insulin signaling in the regulation of memory functions2023

    • 著者名/発表者名
      Taguchi A, Sakai K, Tsuji R, Wang W, Nakamura M, Ogawa A, WhiteMF
    • 学会等名
      IAGG Asia/Oceania Regional Congress 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アストロサイトIRS1による脳内乳酸経路を介した認知機能および体系的糖代謝調節機構2023

    • 著者名/発表者名
      酒井和哉、王蔚、辻竜平、田之頭大輔、中村美沙希、小川敦子、Morris White、田口明子
    • 学会等名
      第65回日本老年医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2型糖尿病はアミロイドβとは独立に海馬の糖代謝経路変化を伴い認知機能を悪化させる2023

    • 著者名/発表者名
      辻竜平、田之頭大輔、王蔚、酒井和哉、中村美沙希、小川敦子、斎藤貴志、西道隆臣、田口明子
    • 学会等名
      第65回日本老年医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 認知機能および糖代謝調節におけるアストロサイトインスリンシグナルの役割2023

    • 著者名/発表者名
      酒井和哉、王蔚、辻竜平、田之頭大輔、中村美沙希、小川敦子、Morris White、田口明子
    • 学会等名
      第29回海馬と高次脳機能学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 認知機能および体系的糖代謝調節機構における成体脳グリアインスリンシグナルの役割2023

    • 著者名/発表者名
      酒井和哉、王蔚、辻竜平、田之頭大輔、中村美沙希、小川敦子、Morris White, 田口明子
    • 学会等名
      第17回神経発生討論会・第20回成体脳のニューロン新生懇談会 合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 脳内乳酸経路を介した認知機能および糖代謝調節機構へのグリアインスリンシグナルの関与2023

    • 著者名/発表者名
      酒井和哉、王蔚、辻竜平、田之頭大輔、中村美沙希、小川敦子、Morris White, 田口明子
    • 学会等名
      第37回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 栄養代謝とその調節シグナルの変化と認知機能障害2023

    • 著者名/発表者名
      田口 明子
    • 学会等名
      第 101 回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 認知症未病マーカー探索に資する食バランスと脳機能評価システムの重要性2023

    • 著者名/発表者名
      田口明子
    • 学会等名
      日本学術振興会 R021食と未病マーカー産学協力委員会 第17回定例研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 代謝障害から見た認知機能障害発症・進展の分子機構2022

    • 著者名/発表者名
      田口明子
    • 学会等名
      第22回日本抗加齢医学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖代謝異常に関連する認知症の発症に関わる分子メカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      田口明子
    • 学会等名
      第41回日本認知症学会学術集会・第37回日本老年精神医学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グリアインスリンシグナルの欠損による栄養代謝と認知機能の変化2022

    • 著者名/発表者名
      王蔚、辻竜平、田之頭大輔、丸山めぐみ、黒岩智恵美、田口明子
    • 学会等名
      第64回日本老年医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] IRS2の機能欠損が成体の海馬依存的認知機能に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      田之頭大輔、王蔚、小川敦子、中村美沙希、Morris White,田口明子
    • 学会等名
      第37回日本糖尿病合併症学会・第28回日本糖尿病眼学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 認知機能および栄養エネルギー代謝調節におけるグリアインスリンシグナルの機能2022

    • 著者名/発表者名
      酒井和哉、王蔚、田之頭大輔、山口真広、小川敦子、中村美沙希、Morris White、 田口明子
    • 学会等名
      第36回日本糖尿病・肥満動物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] IRS2 deficiency accompanied by type 2 diabetes exerts a negative impact on hippocampal-dependent cognitive function2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tanokashira ,Wei Wang, Megumi Maruyama, Chiemi Kuroiwa, Morris White, Akiko Taguchi
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 神経疾患と栄養エネルギー代謝障害 Neurological disorders and impaired nutritional energy metabolism2021

    • 著者名/発表者名
      田口明子
    • 学会等名
      第75回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グリア細胞インスリンシグナルを介した代謝異常・認知機能障害発症機序 の解明2021

    • 著者名/発表者名
      王蔚、田之頭大輔、丸山めぐみ、黒岩智恵美、Morris F White, 田口明子
    • 学会等名
      第63回日本老年医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 栄養代謝および認知機能の調節におけるグリアインスリンシグナルの役割についての検討2021

    • 著者名/発表者名
      王蔚、田之頭大輔、丸山めぐみ、黒岩智恵美、Morris F White, 田口明子
    • 学会等名
      第36回日本糖尿病合併症学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グリアインスリンシグナルを介した認知機能障害発症機序の解明2021

    • 著者名/発表者名
      田口明子、王蔚、田之頭大輔、丸山めぐみ、黒岩智恵美、Morris F White
    • 学会等名
      第40回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 認知症の発症・進行における脳インスリンシグナル の役割2021

    • 著者名/発表者名
      田之頭大輔、王 蔚、丸山めぐみ、黒岩智恵美、斉藤貴志、西道隆臣、田口明子
    • 学会等名
      第47回日本神経内分泌学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 脳IRS1修飾変化を介する認知機能障害の発症・進行機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      田之頭大輔、王 蔚、丸山めぐみ、黒岩智恵美、斉藤貴志、西道隆臣、田口明子
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effects of glial insulin signaling deletion on cognitive functions2021

    • 著者名/発表者名
      Akiko Taguchi, Ryuhei Tsuji, Wei Wang, Daisuke Tanokashira, Megumi Maruyama, Chiemi Kuroiwa
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 2型糖尿病が脳インスリンシグナルとアルツハイマー病態に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      辻竜平、田之頭大輔、王蔚、丸山めぐみ、黒岩智恵美、斉藤貴志、西道隆臣、田口明子
    • 学会等名
      2022年日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 脳インスリンシグナルの変化を指標とした糖尿病によるアルツハイマー病増悪化前段階変化についての検討2020

    • 著者名/発表者名
      王蔚、田之頭大輔、丸山めぐみ、黒岩智恵美、倉地秀明、斉藤貴志、西道隆臣、田口明子
    • 学会等名
      第5回NCGGサマーリサーチセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 認知機能障害発症におけるセリンリン酸化を介した海馬IRS1シグナルの変化2020

    • 著者名/発表者名
      王蔚、田之頭大輔、福井裕介、丸山めぐみ、黒岩智恵美、斉藤貴志、西道隆臣、 田口明子
    • 学会等名
      第39回日本認知症学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 認知機能調節におけるグリアインスリンシグナルの役割2020

    • 著者名/発表者名
      王蔚、田之頭大輔、丸山めぐみ、黒岩智恵美、倉地秀明、田口明子
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 認知機能調節におけるグリアインスリンシグナルの役割についての検討2020

    • 著者名/発表者名
      王蔚、田之頭大輔、丸山めぐみ、黒岩智恵美、田口明子
    • 学会等名
      第35回糖尿病合併症学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Association of hippocampal insulin signaling with worsening cognitive impairment in Alzheimer's disease with type 2 diabetes2020

    • 著者名/発表者名
      Wang W, Tanokashira D, Maruyama M, Kuroiwa C, Kurachi H, Saito T, Saido TC, Taguchi A
    • 学会等名
      The Physiological Society of Japan/ the 126th Annual Meeting of The Japanese Association of Anatomists
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Type2 diabetes-induced cognitive deterioration in AD is associated with IRS modifications but not with amyloid beta accumulation2020

    • 著者名/発表者名
      Tanokashira D, Wang W, Maruyama M, Kuroiwa C, Kurachi H, Saito T, Saido TC, Taguchi A
    • 学会等名
      Global Connectome
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] インスリン作用経路分子の欠損変異が2型糖尿病とともに認知機能障害を誘導することを発見しました

    • URL

      https://www.ncgg.go.jp/ri/report/20210622.html

    • 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: 2025-01-30  

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