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腸内細菌・胆汁酸・ミトコンドリアに着目した最適な栄養バランス解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K11709
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

横山 葉子  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任准教授 (10617244)

研究分担者 渡辺 光博  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 教授 (10450842)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード栄養バランス / タンパク質 / ミトコンドリア / 腸内細菌 / 胆汁酸 / 炭水化物
研究開始時の研究の概要

栄養は健康寿命延伸の重要な要因だが、最適な栄養バランスの解明には未だ至っていない。一方、低炭水化物ダイエットのような劇的な栄養バランス変動を伴う食事選択が増加しており、最適な栄養バランスの解明は急務である。本研究では、これまでに得られた低タンパク質食の代謝疾患改善作用をさらに発展させ、タンパク質と炭水化物の相互作用から検討する。本研究の独自性は腸内細菌・胆汁酸シグナルを介したミトコンドリア機能に注目したメカニズム解析である。

研究実績の概要

米国国立老化研究所は人に応用可能な抗老化薬4剤(レスベラトロール、メトホルミン、ラパマイシン、スペルミジン)の臨床研究を年間200億円かけて開始した。これらの抗老化薬のメカニズムは、サーチュインやAMPKの活性、mTORやIGF-1の抑制といった、栄養応答性のシグナルが制御しており、普段の我々の「食の選択」が健康寿命延伸に直接的に関与していることを示唆している。一方、低炭水化物食のような歴史的に見て劇的な栄養バランス変動を伴う食事選択が近年増加しており、最適な栄養バランスの解明は急務である。本研究では、これまでに得られた低タンパク質食の代謝疾患改善・健康寿命延伸作用をさらに発展させ、抗老化に最適な栄養素バランスの解明を目指している。本研究では、①腸内細菌・胆汁酸相互作用シグナル、②胆汁酸のミトコンドリア機能保護作用に着目し、栄養バランスの最適解を新規メカニズムから解明し、国民の食事選択の指標を提示することを目的とする。本年度の概要は下記の通りである。
1)栄養バランスと関与するシグナルの特定のため、代謝の中心臓器である肝臓のトランスクリプトーム解析により、エンリッチメントされた転写因子を抽出した。
2)さらに本研究のターゲットである腸内細菌・胆汁酸、ミトコンドリアに関与するシグナルに注目し、胆汁酸をリガンドとする核内受容体FXR、老化制御シグナルサーチュインのうちミトコンドリアに発現するSirt3と栄養バランスとの相互作用についてノックアウトマウス等を用いた実験を実施した。
3)アミノ酸関連の老化制御シグナルが新たに発表されたことを受け、実験デザインを調整し、追加実験を実施した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

アミノ酸関連の老化制御シグナルの新たな発見に対応し、実験デザインを調整したため。

今後の研究の推進方策

次年度は、1)腸内細菌・胆汁酸シグナルを介したミトコンドリア機能への着目のため、腸内細菌叢を抗生物質で殺菌した実験および糞便移植実験を実施する。2)分子生物学的検討により責任臓器の決定と、胆汁酸・腸内細菌相互作用シグナルを解析する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Sodium ferrous citrate and 5‐aminolevulinic acid improve type 2 diabetes by maintaining muscle and mitochondrial health2023

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Naho、Zhang Shiyang、Morel Jean‐David、Nagano Utana、Taworntawat Tanon、Hosoda Shotaro、Nakamura Anna、Ogawa Yoko、Benegiamo Giorgia、Auwerx Johan、Tsubota Kazuo、Yokoyama Yoko、Watanabe Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Obesity

      巻: 31 号: 4 ページ: 1038-1049

    • DOI

      10.1002/oby.23705

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] 褐色/ベージュ脂肪細胞と肥満 胆汁酸代謝制御による肥満合併症の予防・治療に関する可能性2023

    • 著者名/発表者名
      渡辺光博、横山葉子
    • 学会等名
      肥満学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Dietary Protein Quantity Alter Energy Metabolism via Liver-gut interaction signals.2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Y, Tanaka K, Kitamura N, Taworntawat T, Onoue A, Kashikura K, Fukuda S, Honda A, Tsubota K, Watanabe M
    • 学会等名
      XXVI International Bile Acid Meeting: Bile Acids in Health and Disease
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Porphyran, a functional ingredient of traditional Japanese Nori protects against metabolic disease through an intestinal mechanism2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Yokoyama Y, Morel JD, Takashina Y, Fukuda S, Kitamura N, Honda A, Arita M, Auwerx J, Tsubota K
    • 学会等名
      XXVI International Bile Acid Meeting: Bile Acids in Health and Disease
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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