哺乳動物における生体調節因子としての分岐鎖アミノ酸の生理機能

• 研究課題/領域番号: 26292068
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 食品科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 下村 吉治 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30162738)
• 研究分担者: 北浦 靖之 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (90442954)
• 研究協力者: 門田 吉弘
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 分岐鎖アミノ酸 / 分岐鎖αケト酸脱水素酵素キナーゼ / 分岐鎖アミノ酸分解亢進 / コンディショナルノックアウト / マウス / 筋肉 / 脂肪組織 / 運動 / 筋線維タンパク質 / 持久力

研究成果の概要

本研究では、哺乳動物の必須アミノ酸である分岐鎖アミノ酸（BCAA）の分解を調節する酵素BCKDH複合体を不活性化する特異的キナーゼ(BDK)を、全身組織または組織特異的に欠損させることにより、BCKDH複合体がBCAA代謝の主要調節酵素であることを明らかにすると共に、BCAAの生体調節機構の解明を目的とした。これらのBDK欠損マウスでは、組織及び血中のBCAA濃度は有意に低下したので、BCAA代謝調節酵素としてBCKDH複合体の重要性が示された。さらに、これらのBDK欠損マウスを用いた研究により、筋タンパク質代謝、持久運動能力、エネルギー代謝におけるBCAAの重要性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Muscle-specific deletion of BDK amplifies loss of myofibrillar protein during protein undernutrition. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Kitaura Y, Kadota Y, Morishita Y, Ota M, Yamanaka F, Xu M, Ikawa M, Inoue N, Kawano F, Nakai N, Murakami T, Miura S, Hatazawa Y, Kamei Y, Shimomura Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 39825-39825
  • DOI: 10.1038/srep39825
  • NAID: 120006957417
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] mTORC1 is involved in the regulation of branched-chain amino acid catabolism in mouse heart. (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhen H, Kitaura Y, Kadota Y, Ishikawa T, Kondo Y, Xu M, Morishita Y, Ota M, Ito T, Shimomura Y.
  • 雑誌名: FEBS Open Bio. 巻: 6 号: 1 ページ: 43-49
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12007
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of the plasma amino acid profile by leucine via the system L amino acid transporter. (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhen H, Nakamura K, Kitaura Y, Kadota Y, Ishikawa T, Kondo Y, Xu M, Shimomura Y.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 79 号: 12 ページ: 2057-2062
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1060845
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Octanoic acid promotes branched-chain amino acid catabolisms via the inhibition of hepatic branched-chain alpha-keto acid dehydrogenase kinase in rats. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kadota Y, Toyoda T, Hayashi-Kato M, Kitaura Y, Shimomura Y.
  • 雑誌名: Metabolism. 巻: 64(9) 号: 9 ページ: 1157-1164
  • DOI: 10.1016/j.metabol.2015.05.014
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] PGC-1α-mediated branched-chain amino acid metabolism in the skeletal muscle. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatazawa, M. Tadaishi, Y. Nagaike, A. Morita, Y. Ogawa, O. Ezaki, T. Takai-Igarashi, Y. Kitaura, Y. Shimomura, Y. Kamei*, S. Miura*
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 号: 3 ページ: e91006-e91006
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0091006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 恒常的BCAA分解亢進は運動トレーニング効果にどのように影響するか (2017)
  • 著者名/発表者名: 北浦靖之、Xu Minjun、寺井智勇、新土大地、下村吉治
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 筋特異的BCAA分解亢進による呼吸代謝、体脂肪蓄積への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中萌、太田美樹、加賀清美、北浦靖之、下村吉治
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会10周年記念大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] Effect of adipose specific-promotion of branched chain amino acid (BCAA) catabolism on circulating BCAA concentrations in mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Jussiaea Bariuan、Izza Dinalhaque Pranatasari、Minjun Xu、門田吉弘、太田美樹、森下由佳子、北浦靖之、下村吉治
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会10周年記念大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] Ca2+による分岐鎖アミノ酸代謝の調節：TPPによる分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素キナーゼ阻害に対するCa2+の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野口晴右、伊藤里奈、近藤雄介、門田吉弘、北浦靖之、下村吉治
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会10周年記念大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] 筋タンパク質代謝の調節における分岐鎖アミノ酸(BCAA)分解制御の重要性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 下村吉治
  • 学会等名: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 西宮市
  • 年月日: 2016-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] 筋特異的分岐鎖アミノ酸（BCAA）分解亢進マウスにおける運動による代謝変動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徐旻裙、寺井智勇、新土大地、森下由佳子、山中郁弥、田中萌、北浦靖之、下村吉治
  • 学会等名: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 西宮市
  • 年月日: 2016-05-13
• [学会発表] マウスの運動トレーニング適応に対する筋特異的分岐鎖アミノ酸(BCAA)分解亢進の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺井智勇、石川拓弥、北浦靖之、門田吉弘、徐旻裙、新土大地、太田美樹、森下由佳子、田中萌、山中郁弥、下村吉治
  • 学会等名: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 西宮市
  • 年月日: 2016-05-13
• [学会発表] 筋特異的分岐鎖アミノ酸 (BCAA) 分解亢進による心肥大の誘発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森下由佳子、北浦靖之、太田美樹、寺井智勇、山中郁弥、下村吉治
  • 学会等名: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 西宮市
  • 年月日: 2016-05-13
• [学会発表] Ca2+とチアミン二リン酸 (TDP)による分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素 (BCKDH)キナーゼ (BDK)の不活性化を介した分岐鎖アミノ酸代謝の新たな調節機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤里奈、近藤雄介、辻愛、柴田克己、北浦靖之、下村吉治
  • 学会等名: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 西宮市
  • 年月日: 2016-05-13
• [学会発表] 糖代謝に対する分岐鎖アミノ酸(BCAA)濃度低下の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田美樹、北浦靖之、門田吉弘、田中萌、森下由佳子、寺井智勇、下村吉治
  • 学会等名: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 西宮市
  • 年月日: 2016-05-13
• [学会発表] 筋原繊維タンパク質の維持における分岐鎖アミノ酸代謝制御の重要性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北浦 靖之, 石川 卓弥, 森下 由佳子, 太田 美樹, 徐 旻珺, 門田 吉弘, 下村 吉治
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] 筋特異的分岐鎖アミノ酸（BCAA）分解亢進による心肥大の誘発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川 卓弥, 北浦 靖之, 門田 吉弘, 森下 由佳子, 太田 美樹, 山中 郁弥, 下村 吉治
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会 第９回学術大会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2015-10-23
• [学会発表] Novel Physiological Functions of Branched-chain Amino Acids. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiharu Shimomura, Yasuyuki Kitaura, Yoshihiro Kadota.
  • 学会等名: ACN2015（12th Asisn Congress of Nutrition）
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-05-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A novel mechanism responsible for regulation of the branched-chain amino acid (BCAA) catabolism: regulation of branched-chain alpha-ketoacid dehydrogenase (BCKDH) kinase by thiamine pyrophosphate. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Ishikawa, Yasuyuki Kitaura, Minjun Xu, Yoshihiro Kadota, Miki Ota, Morishita Yukako, Yoshiharu Shimomura.
  • 学会等名: ACN2015（12th Asisn Congress of Nutrition）
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-05-14
• [学会発表] 分岐鎖アミノ酸（BCAA）の生理機能とその応用性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 下村 吉治
  • 学会等名: 第18回日本病態栄養学会年次学術集会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-11
  • 招待講演
• [学会発表] Nutritional Functions of Amino Acids - Focusing on Therapeutic Aspect of Branched-chain Amino Acids (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiharu Shimomura
  • 学会等名: The 15th National Congress of Indonesian Nutrition Association
  • 発表場所: Yogyakaruta, Indonesia
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] マウス骨格筋におけるBCAA代謝の遺伝子発現調節メカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 畑澤 幸乃、只石 幹、小川 佳宏、北浦 靖之、下村 吉治、三浦 進司、亀井 康富
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会 第８回学術大会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [学会発表] 筋肉特異的分岐鎖アミノ酸分解亢進マウスの特徴解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川卓弥、北浦靖之、徐旻珺、門田吉弘、加藤里奈、下村吉治
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会 第８回学術大会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [学会発表] 分岐鎖アミノ酸代謝とグルコース代謝の相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下村吉治、北浦靖之、門田吉弘、石川卓弥、加藤里
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: 宮崎シーガイア
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of muscle-specific promotion of branched-chain amino acid (BCAA) catabolism on growth in mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiharu Shimomura, Takuya Ishikawa, Yasuyuki Kitaura, Yoshihiro Kadota, Minjun Xu
  • 学会等名: 36th ESPEN CONGRESS ON CLINICAL NUTRITION & METABOLISM
  • 発表場所: Geneva, Switzerland
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-09
• [学会発表] Physiological functions of branched-chain amino acids (BCAAs) and their safety in food and supplements (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiharu Shimomura
  • 学会等名: ANVISA & ICAAS Workshop on Amino Acids: Safety and quality issues
  • 発表場所: ANVISA Conference Room, Brasilia, Brazil
  • 年月日: 2014-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] インスリン抵抗性と分岐鎖アミノ酸(BCAA)代謝 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下村吉治、北浦靖之、門田吉弘、石川卓弥
  • 学会等名: 第14回日本抗加齢学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-08
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子改変による分岐鎖アミノ酸分解亢進マウスにおけるグルコース代謝 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤里奈、門田吉弘、伊丹雄也、石川卓弥、犬飼彩美、徐旻珺、北浦靖之、下村吉治
  • 学会等名: 第６８回 日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 酪農学園大学
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] Characterization of muscle-specific branched-chain a-ketoacid dehydrogenase kinase (BDK)-deficient mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Ishikawa, Yasuyuki Kitaura, Yuya Itami, Yoshihiro Kadota, Rina Kato, Ayami Inukai, Yoshiharu Shimomura
  • 学会等名: Experimental Biology 2014
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2014-04-26 – 2014-04-30
• [備考] 分岐鎖アミノ酸の不足は筋原線維タンパク質の低下を招く
  • URL: http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20170113_agr.pdf