グリコバイオロジーを駆使した細胞スローサイクリングによる老化予防薬の開発

• 研究課題/領域番号: 22K19712
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 西山 成 香川大学, 医学部, 教授 (10325334)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 老化 / 細胞周期 / 希少糖

研究開始時の研究の概要

近年、老化を「細胞で生じる疾患」と捉え、細胞老化 (cellular senescence) の分子機構の解明が世界レベルで進んでいるが、有効な老化予防法は開発されていない。これに対して申請者は最近、単糖類である希少糖・ D-alloseが、ヒト細胞周期を停止（静止）させることなく、周期速度を減速させることを発見した。そこで本研究では、香川大学の持つグリコバイオロジーの知と技術を集結させ、D-allose によって生じる「細胞周期の減速（細胞スローサイクリング）」が、細胞老化を抑制することを細胞・生体レベルで実証し、全く新しい視点の老化予防薬開発につなげることに挑戦する。

研究成果の概要

本研究では、単糖類である希少糖・D-allose によって生じる「細胞周期の減速」が細胞老化を抑制することを実証し、新しい視点の老化予防薬開発につなげることに挑戦した。その結果、D-alloseが培養ヒト細胞周期を停止させることなく速度を減速させることを証明し、特許出願した。さらに、細胞内への D-allose取り込みとミトコンドリア呼吸と解糖系の細胞内エネルギー代謝への影響を同定した。本研究成果によりD-allose の「細胞スローサイクリング」を介した細胞老化の予防効果を細胞・生体レベルで強く示唆するデータが得られたことから、新しい概念の老化予防薬の開発に繋がるものであると考える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、老化を「細胞レベルで生じる疾患」と捉え、細胞老化 (cellular senescence) の分子機構の解明が世界レベルで進んでいるものの、有効な老化予防法は開発されていない。これに対して本研究は、単糖類である希少糖・D-allose によって生じる「細胞周期の減速（細胞スローサイクリング）」が、細胞老化を抑制することを実証したものであることから、全く新しい視点の老化予防薬開発につなげるきっかけとなるものであると考えられ、大きな学術的意義と社会的意義を持つ研究成果であると考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] University of California, Merced(米国)
• [雑誌論文] Possible contribution of phosphate to the pathogenesis of chronic kidney disease in dolphins. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nourin Jahan, Hiroyuki Ohsaki, Kiyoko Kaneko, Asadur Rahman, Takeshi Nishiyama, Makoto Koizumi, Shuichiro Yamanaka, Kento Kitada, Yuki Sugiura, Kenji Matsui, Takashi Yokoo, Takayuki Hamano, Makoto Kuro-O, Takuya Itou, Miwa Suzuki, Keiichi Ueda, Akira Nishiyama
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 5161-5161
  • DOI: 10.1038/s41598-023-32399-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Possible renoprotective mechanisms of SGLT2 inhibitors. (2023)
  • 著者名/発表者名: Akira Nishiyama, Kento Kitada
  • 雑誌名: Frontiers in Medicine 巻: 10 ページ: 1115413-1115413
  • DOI: 10.3389/fmed.2023.1115413
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antiproliferative effects of D-allose associated with reduced cell division frequency in glioblastoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Kenta、Ogawa Daisuke、Kanda Takahiro、Fujimori Takeshi、Shibayama Yuki、Rahman Asadur、Ye Juanjuan、Ohsaki Hiroyuki、Akimitsu Kazuya、Izumori Ken、Tamiya Takashi、Nishiyama Akira、Miyake Keisuke
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 19515-19515
  • DOI: 10.1038/s41598-023-46796-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Klotho supplementation reverses renal dysfunction and interstitial fibrosis in remnant kidney. (2023)
  • 著者名/発表者名: Takenaka Tsuneo、Hasan Arif、Marumo Takeshi、Inoue Tsutomu、Miyazaki Takashi、Suzuki Hiromichi、Kurosaki Yoshifumi、Ishii Naohito、Nishiyama Akira、Hayashi Matsuhiko
  • 雑誌名: Kidney and Blood Pressure Research 巻: 1 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1159/000530469
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Simultaneous SGLT2 inhibition and caloric restriction improves insulin resistance and kidney function in OLETF rats (2023)
  • 著者名/発表者名: Cornejo Manuel A.、Jardines Eira、Nishiyama Akira、Nakano Daisuke、Ortiz Rudy M.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Endocrinology 巻: 560 ページ: 111811-111811
  • DOI: 10.1016/j.mce.2022.111811
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glucose emission spectra through mid-infrared passive spectroscopic imaging of the wrist for non-invasive glucose sensing (2022)
  • 著者名/発表者名: Kitazaki Tomoya、Morimoto Yusuke、Yamashita So、Anabuki Daichi、Tahara Shiori、Nishiyama Akira、Wada Kenji、Ishimaru Ichiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 20558-20558
  • DOI: 10.1038/s41598-022-25161-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exposing intracellular molecular changes during the differentiation of human-induced pluripotent stem cells into erythropoietin-producing cells using Raman spectroscopy and imaging (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki M, Hitomi H, Ozaki Y, Nishiyama A.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 12 号: 1 ページ: 20454-20454
  • DOI: 10.1038/s41598-022-24725-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Angiotensin receptor blockade with olmesartan alleviates brain pathology in obese <scp>OLETF</scp> rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Rodriguez‐Ortiz Carlos J.、Thorwald Max A.、Rodriguez Ruben、Mejias‐Ortega Marina、Kieu Zanett、Maitra Neilabjo、Hawkins Charlesice、Valenzuela Joanna、Peng Marcus、Nishiyama Akira、Ortiz Rudy M.、Kitazawa Masashi
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology 巻: 50 号: 3 ページ: 228-237
  • DOI: 10.1111/1440-1681.13738
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Contributions of renal water loss and skin water conservation to blood pressure elevation in spontaneously hypertensive rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Ogura Takahiro、Kitada Kento、Morisawa Norihiko、Fujisawa Yoshihide、Kidoguchi Satoshi、Nakano Daisuke、Kobara Hideki、Masaki Tsutomu、Titze Jens、Nishiyama Akira
  • 雑誌名: Hypertension Research 巻: 46 号: 1 ページ: 32-39
  • DOI: 10.1038/s41440-022-01044-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association of Antihypertensive Effects of Esaxerenone with the Internal Sodium Balance in Dahl Salt-Sensitive Hypertensive Rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Hattori Mai、Rahman Asadur、Kidoguchi Satoshi、Jahan Nourin、Fujisawa Yoshihide、Morisawa Norihiko、Ohsaki Hiroyuki、Kobara Hideki、Masaki Tsutomu、Hossain Akram、Steeve Akumwami、Nishiyama Akira
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 16 ページ: 8915-8915
  • DOI: 10.3390/ijms23168915
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Blood pressure adaptation in vertebrates: comparative biology (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Akira、Kitada Kento、Suzuki Miwa
  • 雑誌名: Kidney International 巻: 102 号: 2 ページ: 242-247
  • DOI: 10.1016/j.kint.2022.03.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tolvaptan induces body fluid loss and subsequent water conservation in normal rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Kidoguchi Satoshi、Kitada Kento、Fujisawa Yoshihide、Nakano Daisuke、Yokoo Takashi、Titze Jens、Nishiyama Akira
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 巻: 149 号: 3 ページ: 115-123
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2022.04.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 神経膠芽腫に対する希少糖D-alloseの効果とエネルギー代謝との関連 (2023)
  • 著者名/発表者名: 西山 成、菅田 峻光、北田 研人、ラフマン アサダ、三宅 啓介.
  • 学会等名: 第143回日本薬理学会近畿部会
• [学会発表] New salt concept and significance of MR inhibition (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama A.
  • 学会等名: The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Onco-Hypertension. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama A.
  • 学会等名: International SHR meeting 2022.
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 香川大学医学部薬理学ホームページ
  • URL: http://www.kms.ac.jp/%7Eyakuri/index.html
• [備考] 香川大学医学部薬理学ホームページ
  • URL: http://www.kms.ac.jp/%7Eyakuri/
• [産業財産権] 細胞増殖遅延剤、それを含む化粧品、及び細胞増殖を遅延させる方法 (2023)
  • 発明者名: 西山 成、他
  • 権利者名: 西山 成、他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2023
  • 外国
• [産業財産権] 細胞増殖遅延剤、それを含む化粧品、及び細胞増殖を 遅延させる方法 (2022)
  • 発明者名: 西山成
  • 権利者名: 西山成
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2022-004569
  • 出願年月日: 2022