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海洋性カロテノイドによる腸腎連関制御を介した慢性腎臓病発症予防機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K20589
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0603:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

高谷 直己  北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (40801501)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード海洋性カロテノイド / フコキサンチン / フコキサンチノール / 慢性腎臓病 / カロテノイド生体内代謝物 / 炎症 / 線維化 / CKD / 抗炎症作用 / マクロファージ / 慢性炎症 / 腸腎連関 / 腸内細菌
研究開始時の研究の概要

慢性腎臓病(CKD)は生活習慣病を背景に発症する慢性炎症疾患で、透析や腎移植が必要となる末期腎不全のみならず、心筋梗塞など心血管イベントの発症リスクを高めるが、未だ有効な治療法は確立されていない。本研究では、食による発症予防の観点から、抗炎症作用など多様な健康機能を示す海洋性カロテノイドに着目する。褐藻由来フコキサンチンをCKDモデルに投与し、腎機能低下や腎炎に対する抑制効果を明らかにする。さらに、腸内細菌叢や腸バリア機能への作用特性を明確化し、海洋性カロテノイドによる腸腎連関制御を介したCKD抑制機序を解明する。本研究の完遂は、CKDに対する治療法確立や機能性食品開発のための基盤知見となる。

研究成果の概要

慢性腎臓病誘導マウスに対して、海洋性カロテノイド・フコキサンチンを摂取させることにより、腎臓中の炎症・浸潤関連因子および線維化関連因子のmRNA発現レベルの増加が抑制されることを見いだした。各種培養細胞を用いた試験から、生体内代謝物のフコキサンチノールが、腎臓-免疫細胞間の炎症性相互作用を負に制御することを介して線維化を抑制する機序が推察された。さらに、他の海洋性カロテノイドであるアスタキサンチンが、培養腎臓細胞に対して抗炎症・抗線維化作用を示すことを見いだした。本成果は、特徴的な分子構造を持つ海洋性カロテノイドが、腎臓の炎症や線維化への予防作用を示す食品因子である可能性を示唆するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

慢性腎臓病(CKD)は生活習慣病を背景に発症する慢性炎症疾患で、有効な治療薬はないため、食品因子による炎症制御を介した予防方策の開発・拡充が求められている。本研究では、CKDモデルマウスにおいて、海洋性カロテノイド・フコキサンチンの生体内代謝物が、腎臓中の過剰な炎症応答を負に制御することで線維化の進行を抑制する可能性が示唆された。また、培養腎臓細胞を用いて、抗炎症および抗線維化作用を示す食品因子探索のためのアッセイ系を確立した。本研究成果は、海洋性カロテノイドがCKDの発症予防に働く可能性を示すとともに、有望な食品因子を発掘するための技術創出を通して、CKD予防方策の拡充に資するものと考える。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Reduction of serum lipid levels in diabetic obese KK-Ay mice using monoalkyldiacylglycerol-rich oil derived from Berryteuthis magister2023

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kakimoto, Naoki Takatani, Masashi Hosokawa and Fumiaki Beppu
    • 雑誌名

      Fisheries Science

      巻: 89 号: 2 ページ: 243-251

    • DOI

      10.1007/s12562-022-01655-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and Tissue Distribution of Fucoxanthinol and Amarouciaxanthin A Fatty Acid Esters in Fucoxanthin-fed Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Takatani Naoki、Sakimura Kana、Nagata Kodai、Beppu Fumiaki、Yamano Yumiko、Maoka Takashi、Hosokawa Masashi
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 410 ページ: 135318-135318

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2022.135318

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アポカロテノイドの細胞機能調節作用2023

    • 著者名/発表者名
      高谷 直己
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 7 ページ: 338-341

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Apoastaxanthinals and Evaluation of Their Anti-inflammatory Action against Lipopolysaccharide-Stimulated Macrophages and Adipocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Takatani Naoki、Beppu Fumiaki、Yamano Yumiko、Maoka Takashi、Miyashita Kazuo、Hosokawa Masashi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 号: 26 ページ: 22341-22350

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c01164

    • 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] Monocaprin Enhances Bioavailability of Fucoxanthin in Diabetic/Obese KK-Ay Mice2022

    • 著者名/発表者名
      Nagata Kodai、Takatani Naoki、Beppu Fumiaki、Abe Aya、Tominaga Etsuko、Fukuhara Tomohisa、Ozeki Makoto、Hosokawa Masashi
    • 雑誌名

      Marine Drugs

      巻: 20 号: 7 ページ: 446-446

    • DOI

      10.3390/md20070446

    • 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] Seco-type β-Apocarotenoid Generated by β-Carotene Oxidation Exerts Anti-inflammatory Effects against Activated Macrophages2021

    • 著者名/発表者名
      Takatani Naoki、Beppu Fumiaki、Yamano Yumiko、Maoka Takashi、Hosokawa Masashi
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 70 号: 4 ページ: 549-558

    • DOI

      10.5650/jos.ess20329

    • NAID

      130008020860

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] n-3 Polyunsaturated fatty acid-enriched phosphatidylglycerol suppresses inflammation in RAW264.7 cells through Nrf2 activation via alteration of fatty acids in cellular phospholipids2021

    • 著者名/発表者名
      Chen Liping、Beppu Fumiaki、Takatani Naoki、Miyashita Kazuo、Hosokawa Masashi
    • 雑誌名

      Fisheries Science

      巻: 87 号: 5 ページ: 727-737

    • DOI

      10.1007/s12562-021-01542-5

    • NAID

      40022692351

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 海洋性カロテノイドastaxanthinの生体内代謝物の同定と組織分布2023

    • 著者名/発表者名
      高谷 直己、向村 奏、別府 史章、細川 雅史
    • 学会等名
      令和5年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] n-3PUFA 結合ホスファチジルグリセロールの細胞内脂肪酸調節機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      富樫 咲、別府 史章、高谷 直己、細川 雅史
    • 学会等名
      令和5年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フコキサンチン由来新規生体内代謝物の同定と組織分布解析2022

    • 著者名/発表者名
      高谷 直己、向村 奏、別府 史章、山野 由美子、眞岡 孝至、細川 雅史
    • 学会等名
      第34回カロテノイド研究談話会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海洋性カロテノイドfucoxanthinの新規生体内代謝物の同定と組織分布解析2022

    • 著者名/発表者名
      高谷 直己、向村 奏、永田 航大、田谷 大輔、別府 史章、細川 雅史
    • 学会等名
      第76回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Identification of novel carotenoids from marine bacteria and their bioactivity2022

    • 著者名/発表者名
      Takatani Naoki、Hosokawa Masashi
    • 学会等名
      The 2nd World Congress on Oleo Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 水産物由来アルキルグリセロールによるC2C12筋管サイズ増大効果2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 健朗、亀山 美宇、高谷 直己、細川 雅史、別府 史章
    • 学会等名
      第76回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高度不飽和ホスファチジルグリセロールの抗炎症作用に関わる細胞内n-3系脂肪酸強化2022

    • 著者名/発表者名
      富樫 咲、陳 莉萍、別府 史章、高谷 直己、細川 雅史
    • 学会等名
      2022年度第4回脂質駆動学術産業創生研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Activation of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) in macrophages treated with apocarotenoids2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Miyafusa、Naoki Takatani、Fumiaki Beppu、Yumiko Yamano、Masashi Hosokawa
    • 学会等名
      The 2nd World Congress on Oleo Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イトマキヒトデ脂質成分によるC2C12細胞の筋管形成促進効果2022

    • 著者名/発表者名
      別府 史章, 福島 葵, 高谷 直己, 細川 雅史
    • 学会等名
      令和4年度公益社団法人日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of novel fucoxanthin cleavage metabolites and anti-inflammatory action against activated macrophages2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takatani, Fumiaki Beppu, Takashi Okitsu, Yumiko Yamano, and Masashi Hosokawa
    • 学会等名
      The 1st Virtual International Conference on Carotenoids
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 褐藻由来フコキサンチンによる非アルコール性脂肪肝炎抑制効果2021

    • 著者名/発表者名
      高谷 直己, 別府 史章, 細川 雅史
    • 学会等名
      第7回北海道大学部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体内におけるフコキサンチン代謝物の構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      向村 奏, 永田 航大, 高谷 直己, 別府 史章, 細川 雅史
    • 学会等名
      2021年度 日本農芸化学会北海道支部第1回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] n-3 系多価不飽和脂肪酸結合ホスファチジルグリセロールの細胞内脂肪酸修飾と抗炎症作用2021

    • 著者名/発表者名
      富樫 咲, 陳 莉萍, 別府 史章, 高谷 直己, 細川 雅史
    • 学会等名
      日本油化学会第60回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] n-3 系多価不飽和脂肪酸と β-コングリシニンの併用による糖・脂質代謝改善効果2021

    • 著者名/発表者名
      谷脇 拓実, 和根崎 智, 高谷 直己, 別府 史章, 細川 雅史
    • 学会等名
      日本油化学会第60回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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