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アミノ酸代謝産物によるピルビン酸代謝制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K20867
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0902:内科学一般およびその関連分野
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

西 清人  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (30749362)

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)
キーワードアミノ酸 / ピルビン酸 / 糖新生 / MPC / BCAA / ミトコンドリア / 糖尿病
研究開始時の研究の概要

近年になり、肥満や心疾患では、必須アミノ酸である分岐鎖アミノ酸(branched-chain amino acid:BCAA。バリン、ロイシン、イソロイシン)の代謝が障害されることが明らかになってきた。血中や組織中にBCAAやその代謝産物が貯留することも分かってきたが、その病態的意義は充分に解明されていない。本研究は、BCAA代謝障害モデルマウスなどを用い、BCAA代謝によるピルビン酸代謝制御の詳細を明らかにする。

研究成果の概要

分岐鎖アミノ酸(branched-chain amino acid:BCAA)の代謝産物である分岐鎖αケト酸(branched-chain α-ketoacid:BCKA)が、ミトコンドリアピルビン酸担体(mitochondrial pyruvate carrier:MPC、ピルビン酸輸送を介してミトコンドリア内外のエネルギー代謝をつなぐハブ分子)の阻害を介して、ピルビン酸の代謝を制御することを明らかにした。
また、BCKAによるMPC阻害が、肝細胞において特に強いことを明らかにした。このことは、肝細胞がBCKA量を感知することで、BCAA代謝のセンサーとなっていることを示唆する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

BCAAの摂取は、運動後の筋損傷や筋疲労からの回復を促進し、マウスでは寿命延長効果も報告されている。一方、肥満や心疾患ではBCAA代謝障害によりBCAAやBCKAが増加し、疾患を増悪させると考えられている。
このように、BCAA代謝は生体内において様々な役割を果たしているが、その分子機構は十分に解明されていない。本研究はその一端を明らかにしたものであり、健康を保つための食事の確立などにも役立つ可能性がある。

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

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件)

  • [国際共同研究] ワシントン大学/カリフォルニア大学ロサンゼルス校/シンシナティ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ワシントン大学/カリフォルニア大学ロサンゼルス校/シンシナティ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Nardilysin in adipocytes regulates UCP1 expression and body temperature homeostasis2022

    • 著者名/発表者名
      Saijo S, Ohno M, Iwasaki H, Matsuda S, Nishi K, Hiraoka Y, Ide N, Kimura T, Nishi E.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 12 号: 1 ページ: 3449-3449

    • DOI

      10.1038/s41598-022-07379-x

    • 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] Glycaemia and body weight are regulated by sodium-glucose cotransporter 1 (SGLT1) expression via O-GlcNAcylation in the intestine2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Kimihiro、Fujita Yukihiro、Ida Shogo、Yanagimachi Tsuyoshi、Ohashi Natsuko、Nishi Kiyoto、Nishida Atsushi、Iwasaki Yasumasa、Morino Katsutaro、Ugi Satoshi、Nishi Eiichiro、Andoh Akira、Maegawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Molecular Metabolism

      巻: 59 ページ: 101458-101458

    • DOI

      10.1016/j.molmet.2022.101458

    • 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
  • [学会発表] 肝細胞のナルディライジンは褐色脂肪組織熱産生を制御する2023

    • 著者名/発表者名
      西 清人、岩﨑 広高、大野 美紀子、西 英一郎
    • 学会等名
      第32回循環薬理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The regulatory roles of branched-chain amino acid metabolites in pyruvate metabolism2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Nishi、Eiichiro Nishi、Rong Tian
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分岐鎖アミノ酸代謝産物はピルビン酸輸送を介して糖新生を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      西 清人、西 英一郎、Rong Tian
    • 学会等名
      第24回・第25回日本病態栄養学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 肝細胞のナルディライジンは褐色脂肪組織を介して食事誘導性熱産生を制御する2022

    • 著者名/発表者名
      西清人, 岩崎広高, 松田真太郎, 松田真太郎, 大野美紀子, 西英一郎
    • 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] 分岐鎖アミノ酸代謝産物によるピルビン酸代謝制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      西 清人、西 英一郎、Rong Tian
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂肪細胞のNardilysinは細胞における酸素需要および低酸素誘導因子(HIF1-α)シグナルを介してインスリン感受性を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      松田 真太郎、岩﨑 広高、西 清人、大野 美紀子、西 英一郎
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 肝細胞のナルディライジンによる褐色脂肪組織制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      西清人, 岩崎広高, 松田真太郎, 松田真太郎, 大野美紀子, 西英一郎
    • 学会等名
      第53回日本動脈硬化学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] TおよびB細胞のナルディライジンによる抗体産生調節機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      茶谷元晴, 藤井貴之, 藤堂景史, 大野美紀子, 西清人, 平田多佳子, 安藤朗, 西英一郎
    • 学会等名
      第26回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
    • 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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