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脂肪組織血管新生能を標的とした血管内皮NAD賦活化による肥満2型糖尿病発症予防

研究課題

研究課題/領域番号 21K07377
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52010:内科学一般関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

山口 慎太郎  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50464855)

研究分担者 本間 康一郎  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (10383762)
木内 謙一郎  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50528578)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードNAMPT / NAD(+)合成系 / 血管内皮細胞 / NAD(+)中間代謝産物 / 老化 / NMN / インスリン抵抗性 / 肥満 / 血管内皮細胞NAD(+)合成系 / 脂肪組織 / 2型糖尿病
研究開始時の研究の概要

本研究では血管内皮NAMPT-NAD(+)合成系の肥満2型糖尿病発症における役割の検討を目的とする。具体的には、①血管内皮特異的Nampt欠損マウスを用いた、血管内皮NAMPT-NAD(+)合成系のエネルギー代謝障害・インスリン抵抗性発症における役割、③血管内皮NAD(+)量の回復が肥満2型糖尿病発症を予防するか、について主に検討する。本研究により、肥満2型糖尿病発症における血管内皮NAMPT-NAD(+)合成系の役割が明らかとなり、血管内皮NAMPT-NAD(+)合成系を標的とした肥満2型糖尿病の新規予防法開発を目指す。

研究実績の概要

本研究では血管内皮細胞NAMPT-NAD(+)合成系の肥満2型糖尿病発症における役割を検討することを目的とする。

具体的には、血管内皮細胞特異的Namptノックアウト (Vascular endothelial cell-specific Nampt knockout: VeNKO)マウスを用いた、①血管内皮細胞NAMPT-NAD(+)合成系のエネルギー代謝障害・インスリン抵抗性発症における役割、②NAD(+)中間代謝産物NMN (nicotinamide mononucleotide)を用いた血管内皮細胞NAD(+)量の回復が肥満2型糖尿病発症を予防するか、以上2点を中心に検証する方針で研究を開始した。こうした検証により、肥満2型糖尿病発症における血管内皮細胞NAMPT-NAD(+)合成系の役割が明らかとなり、血管内皮細胞NAMPT-NAD(+)合成系を標的とした肥満2型糖尿病の新規予防法開発につながると考えた。

2023年度は、高脂肪食投与下のVeNKOマウスの表現型の詳細な検証を進めると同時に、表現型の背景メカニズム、臨床的な意義の検討を行った。VeNKOマウスでは、血管内皮細胞内の構成型NOS(eNOS)が障害されることで、血管新生能が低下し、血管密度が疎になり、インスリン抵抗性が惹起されることを見出した。同様に、高血圧および高血圧性心肥大を呈することも明らかになった。VeNKOマウスへのNMN経口投与は、血管内皮NAD(+)量を増加させ、血管新生能が回復することで、種々の表現型が改善することが示された。血管内皮細胞NAMPT-NAD(+)合成系障害に伴う表現型は、老化による代謝ならびに心血管系イベント発症の一因であることを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Nampt-floxed マウスと、血管内皮細胞で Creを発現する VeCadherin-Creマウスを用いて、血管内皮細胞特異的Namptノックアウト (Vascular endothelial
cell-specific Nampt knockout: VeNKO)マウスを作成し、VeNKOマウスでは代謝ストレス下において、代謝制御障害、バイタル異常を呈することを見出し、そのメカニズムを in vitroシステムを用いて解明した。さらに、VeNKOマウスでの表現型が、どのような臨床的意義があるのかの検証をすすめ、研究は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

2021年度終了時までに血管内皮細胞特異的Namptノックアウト (Vascular endothelial cell-specific Nampt knockout: VeNKO)マウスの作成に成功した。さらに、VeNKOマウスを用いて、血管内皮細胞でのNAD+の枯渇が、全身の糖代謝障害やインスリン抵抗性発症を制御するかの検討を行った。VeNKOマウスは通常食投与下ではインスリン抵抗性を呈さないことを見出した。
2022年度は、高脂肪食といった代謝ストレス下において、VeNKOマウスでは、fat depot-specificに血管密度が異なり、それに伴い脂肪分布がコントロール群と異なることを見出した。さらに、高血圧および高血圧性心肥大を呈することも明らかになった。VeNKOマウスのNMN経口投与は、血管内皮NAD量の上昇を介して、血管密度を回復し、種々の表現型を改善することが示された。
2023年度は、血管密度低下および血圧上昇の機序を in vivoおよび in vitroシステムを用いて解明した。また、VeNKOマウスで認める表現型のclinical relevanceとして、老化に伴う代謝および心血管系障害を見出した。
上記の結果をもとに、2024年度は老化表現型が血管内皮NAD(+)量の回復で改善するかの検証を行う。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 5件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Safety and efficacy of long-term nicotinamide mononucleotide supplementation on metabolism, sleep, and nicotinamide adenine dinucleotide biosynthesis in healthy, middle-aged Japanese men2024

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Shintaro、Irie Junichiro、Mitsuishi Masanori、Uchino Yuichi、Nakaya Hideaki、Takemura Ryo、Inagaki Emi、Kosugi Shotaro、Okano Hideyuki、Yasui Masato、Tsubota Kazuo、Hayashi Kaori、Yoshino Jun、Itoh Hiroshi
    • 雑誌名

      Endocrine Journal

      巻: 71 号: 2 ページ: 153-169

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ23-0431

    • ISSN
      0918-8959, 1348-4540
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Renal sinus fat is associated with intrarenal hemodynamic abnormalities independent of visceral fat in patients with chronic kidney disease2024

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Kenji、Mitsuno Ryunosuke、Kojima Daiki、Azegami Tatsuhiko、Kosugi Shotaro、Nakamura Toshifumi、Hashiguchi Akinori、Yamada Yoshitake、Jinzaki Masahiro、Yamaguchi Shintaro、Itoh Hiroshi、Yoshino Jun、Hayashi Kaori
    • 雑誌名

      Obesity Research & Clinical Practice

      巻: 18 号: 2 ページ: 118-123

    • DOI

      10.1016/j.orcp.2024.03.005

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association Between Renal Sinus Fat and Cardiometabolic and Renin-Angiotensin System Parameters in Primary Aldosteronism2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsuno Ryunosuke、Kaneko Kenji、Nakamura Toshifumi、Kojima Daiki、Mizutani Yosuke、Azegami Tatsuhiko、Yamaguchi Shintaro、Yamada Yoshitake、Jinzaki Masahiro、Kinouchi Kenichiro、Yoshino Jun、Hayashi Kaori
    • 雑誌名

      Journal of the Endocrine Society

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1210/jendso/bvad154

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of the effects of angiotensin receptor?neprilysin inhibitors and thiazide diuretic/renin?angiotensin system inhibitor combination therapy in hypertensive patients: a retrospective cohort study2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsuno Ryunosuke、Uchiyama Kiyotaka、Nakayama Takashin、Takahashi Rina、Yoshimoto Norifumi、Yamaguchi Shintaro、Washida Naoki、Kanda Takeshi、Hayashi Kaori、Itoh Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Human Hypertension

      巻: 37 号: 12 ページ: 1049-1055

    • DOI

      10.1038/s41371-023-00851-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adipocyte NMNAT1 expression is essential for nuclear NAD+ biosynthesis but dispensable for regulating thermogenesis and whole-body energy metabolism2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Shintaro、Kojima Daiki、Iqbal Tooba、Kosugi Shotaro、Franczyk Michael P.、Qi Nathan、Sasaki Yo、Yaku Keisuke、Kaneko Kenji、Kinouchi Kenichiro、Itoh Hiroshi、Hayashi Kaori、Nakagawa Takashi、Yoshino Jun
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 674 ページ: 162-169

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.07.007

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Clinical significance of serum urea-to-creatinine ratio in patients undergoing peritoneal dialysis.2023

    • 著者名/発表者名
      Tonomura S, Uchiyama K, Nakayama T, Mitsuno R, Kojima D, Hama EY, Nagasaka T, Nishimura ES, Kusahana E, Takahashi R, Yoshimoto N, Yamaguchi S, Morimoto K, Yoshida T, Hayashi K, Kanda T, Washida N, Itoh H.
    • 雑誌名

      Ther Apher Dial.

      巻: 27 号: 6 ページ: 1103-1112

    • DOI

      10.1111/1744-9987.14030

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compared effectiveness of sodium zirconium cyclosilicate and calcium polystyrene sulfonate on hyperkalemia in patients with chronic kidney disease.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakayama T, Yamaguchi S (corresponding author), Hayashi K, Uchiyama K, Tajima T, Azegami T, Morimoto K, Yoshida T, Yoshino J, Monkawa T, Kanda T, Itoh H.
    • 雑誌名

      Frontiers in Medicine (Lausanne)

      巻: 10 ページ: 1137981-1137981

    • DOI

      10.3389/fmed.2023.1137981

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interactions between Intestinal Homeostasis and NAD+ Biology in Regulating Incretin Production and Postprandial Glucose Metabolism.2023

    • 著者名/発表者名
      Nagahisa T, Kosugi S, Yamaguchi S (last and corresponding author).
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 15(6) 号: 6 ページ: 1494-1494

    • DOI

      10.3390/nu15061494

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circadian transcription factor NPAS2 and the NAD(+)‐dependent deacetylase SIRT1 interact in the mouse nucleus accumbens and regulate reward2022

    • 著者名/発表者名
      Becker‐Krail Darius D., Parekh Puja K., Ketchesin Kyle D., Yamaguchi Shintaro, Yoshino Jun, Hildebrand Mariah A., Dunham Brandan, Ganapathiraju Madhavi K., Logan Ryan W., McClung Colleen A.
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 55 号: 3 ページ: 675-693

    • DOI

      10.1111/ejn.15596

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intestinal epithelial NAD(+) biosynthesis regulates GLP-1 production and postprandial glucose metabolism in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Nagahisa Taichi, Yamaguchi Shintaro, Kosugi Shotaro, Homma Koichiro, Miyashita Kazutoshi, Irie Junichiro, Yoshino Jun, Itoh Hiroshi
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 163 号: 4 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1210/endocr/bqac023

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Late Dialysis Modality Education Could Negatively Predict Peritoneal Dialysis Selection. Journal of Clinical Medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Nakayama T, Nishioka K, Uchiyama K, Morimoto K, Kusahana E, Washida N, Yamaguchi S, Azegami T, Yoshida T, Itoh H.
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 13 号: 14 ページ: 4042-4042

    • DOI

      10.3390/jcm11144042

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nicotinamide mononucleotide prevents retinal dysfunction in a mouse model of retinal ischemia/reperfusion injury.2022

    • 著者名/発表者名
      Lee D, Tomita Y, Miwa Y, Shinojima A, Ban N, Yamaguchi S, Nishioka K, Negishi K, Yoshino J, Kurihara T
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences.

      巻: 23 号: 19 ページ: 11228-11228

    • DOI

      10.3390/ijms231911228

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nicotinamide Mononucleotide Protects against Retinal Dysfunction in a Murine Model of Carotid Artery Occlusion.2022

    • 著者名/発表者名
      Lee D, Tomita Y, Miwa Y, Jeong H, Shinojima A, Ban N, Yamaguchi S, Nishioka K, Negishi K, Yoshino J, Kurihara T.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 23 ページ: 14711-14711

    • DOI

      10.3390/ijms232314711

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrogen gas and preservation of intestinal stem cells in mesenteric ischemia and reperfusion.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto R, Suzuki S, Homma K, Yamaguchi S, Sujino T, Sasaki J.
    • 雑誌名

      World J Gastrointest Surg.

      巻: 14(12) 号: 12 ページ: 1329-1339

    • DOI

      10.4240/wjgs.v14.i12.1329

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 血管内皮細胞NAMPT-NAD+合成系の糖代謝と血圧制御における役割の検討2023

    • 著者名/発表者名
      小杉将太郎、山口慎太郎、林香、吉野純、伊藤裕.
    • 学会等名
      第96回日本内分泌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 血管内皮NAMPT-NAD+合成系のインスリン抵抗性および血圧制御における役割の検討.2023

    • 著者名/発表者名
      小杉将太郎、山口慎太郎、吉野純、伊藤裕.
    • 学会等名
      第66回日本腎臓学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The role of intestinal NAMPT-mediated NAD+ biosynthesis in whole-body energy and glucose metabolism.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi S, Nagahisa T, Kosugi S, Nishioka K, Watanabe Y, Homma K, Miyashita K, Irie J, Yoshino J, Itoh H.
    • 学会等名
      The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension (Japan・Kyoto)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vascular endothelial NAMPT-mediated NAD+ biosynthesis regulates whole-body blood pressure and insulin resistance.2022

    • 著者名/発表者名
      Kosugi S, Yamaguchi S, Homma K, Nagahisa T, Nishioka K, Watanabe Y, Kinouchi K, Hayashi K, Miyashita K, Kanda T, Irie J, Yoshino J, Itoh H.
    • 学会等名
      The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension (Japan・Kyoto)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NAMPT-mediated NAD+ biosynthesis in intestinal epithelium regulates GLP-1 production and postprandial glucose levels in mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi S, Nagahisa T, Kosugi S, Nishioka K, Watanabe Y, Yoshino J, Itoh H.
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Society for the Study of Obesity International Satellite Symposium: The 5Gson Obesity and Diabetes Research
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸管NAMPT-NAD+合成系を標的としたGLP-1分泌制御による食後高血糖への介入.2022

    • 著者名/発表者名
      山口慎太郎、永久太一、小杉将太郎、西岡謙、渡辺康博、宮下和季、入江潤一郎、 吉野純、伊藤裕.
    • 学会等名
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] NAD+生物学が与える抗肥満・抗老化法の可能性.2022

    • 著者名/発表者名
      吉野純、山口慎太郎、伊藤裕.
    • 学会等名
      第43回日本肥満学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] エネルギー代謝制御における脂肪細胞NAD+合成系の役割.2022

    • 著者名/発表者名
      山口慎太郎、吉野純、伊藤裕.
    • 学会等名
      第42回日本肥満学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] エネルギー代謝制御における脂肪細胞NAD+合成系の役割2022

    • 著者名/発表者名
      山口慎太郎, 吉野純, 伊藤裕
    • 学会等名
      第42回日本肥満学会 ・第39回日本肥満症治療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 肥満に伴う腸管NAMPT-NAD+合成系の障害によりインクレチン合成・全身の糖代謝は悪化する2022

    • 著者名/発表者名
      永久太一, 山口慎太郎, 小杉将太郎, 宮下和季, 入江潤一郎, 吉野純, 伊藤裕
    • 学会等名
      第42回日本肥満学会・第39回日本肥満症治療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 腎と透析2024

    • 著者名/発表者名
      西岡謙、山口慎太郎、林香
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      東京医学社
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 細胞2023

    • 著者名/発表者名
      山口慎太郎、伊藤裕
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニュー・サイエンス社
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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