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脂肪炎症とディスバイオシスの相互修飾による認知症発症機構解明と治療への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K11548
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛

研究代表者

石塚 俊晶  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 教授 (30399117)

研究分担者 佐藤 泰司  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 生化学, 教授 (10505267)
高橋 さやか (野村 さやか)  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 助教 (20791651)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード高脂肪食 / ディスバイオシス / 脳内炎症 / 抑うつ様行動 / 認知機能低下 / 神経新生障害 / TNF / LPS / 脂肪炎症 / 認知機能障害
研究開始時の研究の概要

今回、我々は、ADモデルマウスの高脂肪食摂取が脂肪組織の炎症性変化や腸内細菌叢に与える影響、加えて、脳内ミクログリアの活性化、神経前駆細胞の機能低下および認知機能障害に与える影響を、各種解析法を用いて明らかにする。また、プロバイオティクスおよびTNF阻害薬の投与による脂肪炎症の抑制とディスバイオシスの改善が、脳内炎症、神経新生障害および認知機能障害に及ぼす効果を検討し、脂肪炎症やディスバイオシスが認知症発症に至る機序を解明し、新たな認知症治療の開発を目指したい。

研究成果の概要

メタボリック・シンドロームや腸内細菌叢の乱れ(ディスバイオシス)がアルツハイマー型認知症(AD)の発症に関連し、高脂肪食はディスバイオシスによるLPS産生と脂肪炎症によるTNF産生を誘導している。これより、脂肪炎症とディスバイオシスは相互修飾して脳内炎症を惹起しAD発症に関与していると考えられた。今回の結果より、高脂肪食摂取は炎症を惹起する腸内細菌の比率を上昇させて脳内炎症を亢進し認知機能低下や抑うつ様行動異常に至ること、分子状水素の投与が炎症を惹起する腸内細菌の比率を低下させるとともに脳内の炎症、酸化ストレス、アポトーシスを抑制し認知機能低下や抑うつ様行動を改善させている可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究により、高脂肪食摂取は老化促進マウスで炎症を惹起する腸内細菌の比率を上昇させ脳内炎症を亢進して認知機能低下や抑うつ様行動に至る機序が明らかになった。アルツハイマー型認知症での高脂肪食制限やプロバイオティクスの重要性への科学的理解につながる。また、分子状水素の投与が炎症を惹起する腸内細菌の比率を低下させて脳内の炎症や酸化ストレスを抑制し、認知機能低下や抑うつ様行動を改善させている可能性が示唆された。分子状水素は軽度認知症の患者に対して改善効果が報告されているが、ミクログリアの活性化、酸化ストレスの亢進および脳内炎症を抑制して認知機能低下を改善している機序が新たに明らかになった。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Treatment with lysophosphatidic acid improves glomerulonephritis through the suppression of macrophage activation in a murine model of systemic lupus erythematosus2024

    • 著者名/発表者名
      Nagata Wataru、Takayama Eiji、Nakagawa Keiichi、Koizumi Akiho、Ohsawa Yukiko、Goto Hiroyasu、Yamashiro Aoi、Ishinoda Yuki、Tanoue Keiko、Kumagai Hiroo、Oshima Naoki、Ishizuka Toshiaki
    • 雑誌名

      Clinical and Experimental Rheumatology

      巻: 42 ページ: 658-665

    • DOI

      10.55563/clinexprheumatol/ov6027

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A preliminary therapeutic study of the effects of molecular hydrogen on intestinal dysbiosis and small intestinal injury in high-fat diet-loaded senescence-accelerated mice2024

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Sayaka、Nakagawa Keiichi、Nagata Wataru、Koizumi Akiho、Ishizuka Toshiaki
    • 雑誌名

      Nutrition

      巻: 122 ページ: 112372-112372

    • DOI

      10.1016/j.nut.2024.112372

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Treatment with lysophosphatidic acid prevents microglial activation and depression-like behaviours in a murine model of neuropsychiatric systemic lupus erythematosus2023

    • 著者名/発表者名
      Nagata Wataru、Koizumi Akiho、Nakagawa Keiichi、Takahashi Sayaka、Gotoh Mari、Satoh Yasushi、Ishizuka Toshiaki
    • 雑誌名

      Clinical and Experimental Immunology

      巻: 212 号: 2 ページ: 81-92

    • DOI

      10.1093/cei/uxad010

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two-carba cyclic phosphatidic acid treatment promotes phenotypic switch from M1 to M2 microglia and prevents behavioral abnormalities in a mouse model of neuropsychiatric systemic lupus erythematosus2023

    • 著者名/発表者名
      Nagata Wataru、Gotoh Mari、Koizumi Akiho、Fukasawa Keiko、Nakagawa Keiichi、Satoh Yasushi、Ishizuka Toshiaki
    • 雑誌名

      Human Cell

      巻: 36 号: 6 ページ: 2006-2015

    • DOI

      10.1007/s13577-023-00964-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neonatal administration of a subanaesthetic dose of JM-1232(-) in mice results in no behavioural deficits in adulthood2021

    • 著者名/発表者名
      Iwanaga Koji、Satoh Yasushi、Akai Ryosuke、Ishizuka Toshiaki、Kazama Tomiei、Ikeda Takehiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 12874-12874

    • DOI

      10.1038/s41598-021-92344-3

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracellular signal‐regulated kinases 2 (Erk2) and Erk5 in the central nervous system differentially contribute to central sensitization in male mice2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Fumihiro、Satoh Yasushi、Itakura Sayako、Morohashi Toru、Kawaguchi Masanori、Takahashi Tetsuya、Iwanaga Koji、Terashima Hayato、Kobayashi Yasushi、Wang Xin、Ishizuka Toshiaki、Endo Shogo、Ikeda Takehiko
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Research

      巻: 99 号: 6 ページ: 1666-1688

    • DOI

      10.1002/jnr.24827

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of oxidized low-density lipoprotein on differentiation of mouse neural progenitor cells into neural cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Toshiaki、Nagata Wataru、Nomura-Takahashi Sayaka、Satoh Yasushi
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology

      巻: 888 ページ: 173456-173456

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2020.173456

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] リゾホスファチジン酸の投与はSLEモデルマウスの糸球体腎炎を改善する2023

    • 著者名/発表者名
      永田 亘、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第67回日本リウマチ学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Effects of molecular hydrogen to age-related changes in T cell subsets and cytokine-producing capabilities on senescence-accelerated mouse fed with high fat and high sucrose diet2023

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K, Takayama E, Koizumi A, Nagata W, Takahashi S, Ishizuka T
    • 学会等名
      19th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Treatment with cyclic phosphatidic acid suppresses depression-like bahavior and M1 type microglia activation in a mouse model of neuropsychiatric lupus2023

    • 著者名/発表者名
      Nagata W, Gotoh M, Koizumi A, Nakagawa K, Fukasawa K, Satoh Y, Ishizuka T
    • 学会等名
      19th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リゾホスファチジン酸の投与はSLEモデルマウスの単球系細胞に対して抑制的に作用する2023

    • 著者名/発表者名
      永田 亘、小泉 明穂、中川 慶一、大澤 有紀子、高山 英次、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第41回日本ヒト細胞学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 腸内細菌叢および腸管組織に与える老化や高脂肪食摂取の影響とその制御2023

    • 著者名/発表者名
      中川 慶一、高橋 さやか、永田 亘、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第41回日本ヒト細胞学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高脂肪食負荷老化促進マウスのディスバイオシスおよび腸管炎症に対する分子状水素の効果2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 さやか、中川 慶一、永田 亘、小泉 明穂、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] リゾホスファチジン酸がSLEモデルマウスの糸球体腎炎を改善させる2022

    • 著者名/発表者名
      永田 亘、小泉 明穂、中川 慶一、高橋 さやか、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 老化促進モデルマウスにおけるT細胞分画およびサイトカイン産生能と加齢に伴う変化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      中川 慶一、高山 英次、小泉 明穂、永田 亘、高橋 さやか、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第40回日本ヒト細胞学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] リゾホスファチジン酸(LPA)の投与はSLEモデルマウスの抑うつ様行動異常を改善する2022

    • 著者名/発表者名
      永田 亘、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第66回日本リウマチ学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 高脂肪食負荷老化促進マウスの腸管障害に対する分子状水素の改善作用2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 さやか、中川 慶一、永田 亘、小泉 明穂、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リゾホスファチジン酸(LPA)がLPA受容体を介して精神神経ループスモデルマウスの抑うつを改善する2022

    • 著者名/発表者名
      永田 亘、小泉 明穂、中川 慶一、高橋 さやか、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CSF1受容体阻害薬PLX3397の強化学習能力への影響2022

    • 著者名/発表者名
      太田 宏之、古賀 農人、中川 隆一、戸田 裕之、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高濃度水素ゼリーは高脂肪食負荷老化促進マウスの腸管障害を改善する2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 さやか、中川 慶一、永田 亘、小泉 明穂、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第10回日本分子状水素医学生物学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 環状ホスファチジン酸が精神神経ループスモデルマウスの抑うつを改善する2021

    • 著者名/発表者名
      永田 亘、小泉 明穂、中川 慶一、高橋 さやか、深澤 桂子、後藤 真里、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第39回日本ヒト細胞学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高脂肪食およびLPS投与が脳内炎症、神経新生および認知機能に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      石塚 俊晶、永田 亘、高橋 さやか、太田 宏之、佐藤 泰司
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Transrepression作用選択的なLiver X 受容体リガンドの創製とインフラマソーム活性化に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 さやか、梅田 香織、槇島 誠、橋本 祐一、石塚 俊晶、石川 稔
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 行動柔軟性を評価するための5本腕バンディットタスク2021

    • 著者名/発表者名
      太田 宏之、荒毛 将史、佐鳥 玖仁朗、宝田 悠、高橋 達二、佐藤 泰司、守本 祐司、石塚 俊晶
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Transrepression作用選択的LXRリガンドはミクログリアや神経前駆細胞のインフラマソーム活性化を抑制する2020

    • 著者名/発表者名
      石塚 俊晶、高橋 さやか、合田 和香美、槇島 誠、石川 稔
    • 学会等名
      第38回日本ヒト細胞学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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