アンバランスなアミノ酸の経口摂取による摂食抑制の機構解明とその抗肥満への応用検討

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15194
• 研究機関: 昭和薬科大学
• 研究代表者: 石井 功 昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (90292953)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 摂食 / アミノ酸 / 必須アミノ酸 / 遺伝子改変マウス

研究実績の概要

我々哺乳類は必須アミノ酸を欠いた食餌を摂取すると摂食抑制を起こすことが知られているが、それが確かに進化の過程で選ばれた9種(Ala, Val, Ile, Thr, Met, Phe, Trp, Leu, Lys)の必須アミノ酸欠失餌だけで起こる現象なのか、あるいはその餌を摂取することで当該アミノ酸の血中濃度が低下するならば（いわゆる）非必須アミノ酸でも同様なことが起こりうるか調べることを目的として実験を行っている。これまでは、数種のアミノ酸を欠いた餌粉末を購入し、それに欠失アミノ酸を補って手練りし、乾燥させたのちに放射線滅菌した餌を実験に使用していたが、手練りの場合、それぞれの餌の形状や粘度が異なり，それによる測定誤差が無視できないレベルにあることが大きな問題となっていた。そこで、高額ではあるが必須アミノ酸１種を欠失したいくつかの固形餌（ペレットタイプ）を購入し、実験に用いることとした。本年度4月に申請者の異動があり、新施設（昭和薬科大学動物実験研究施設）へのマウスの移動とその後の繁殖のため半年近くを費やし、当初の実験計画に遅れを生じたが、それから新たに我々の摂食実験専用の通常とはライトサイクルの異なる飼育部屋を使うことができるようになり、より精密な摂食摂水経過観察実験を行う環境が整った。まず、新規購入したIle欠失、Thr欠失、Val欠失、Met欠失餌で再現実験を試みたところ、今まで通りの実験結果、すなわち必須アミノ酸欠失による早期（最速30分以内）の摂食抑制を確認することができた。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

申請者の異動により、実験に用いるマウスの移動、繁殖維持に半年近くの時間を要したが、その後整った環境下での実験立ち上げにより、より精密な摂食実験を行えるようになった。

今後の研究の推進方策

今後は、①摂食抑制の起こるタイミングでの全採血を行い、摂食抑制に先立つ血中濃度の変化を調べ、②Cysが必須となるCys生合成系不全遺伝子改変マウスを用い、通常は非必須アミノ酸であるCys欠失により同マウスで摂食抑制が発生するか調べる。

研究成果

• [国際共同研究] Friedrich-Alexander University/Charity Campus Virchow/Erlangen University(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Friedrich-Alexander University/Charity Campus Virchow/Erlangen University
  • 他の機関数: 5
• [国際共同研究] University of Exeter(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of Exeter
• [国際共同研究] Universite Paris Descartes(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Universite Paris Descartes
• [国際共同研究] Washington State University/University of Michigan, Ann Arbor(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Washington State University/University of Michigan, Ann Arbor
• [国際共同研究] Kyungpook National University/Korea Institute of Radiol and Med Sci(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: Kyungpook National University/Korea Institute of Radiol and Med Sci
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 3
• [雑誌論文] Reactive sulfur species regulate tRNA methylthiolation and contribute to insulin secretion. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N, Wei FY, Watanabe S, Hirayama M, Ohuchi Y, Fujimura A, Kaitsuka T, Ishii I, Sawa T, Nakayama H, Akaike T, Tomizawa K.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 45 ページ: 435-445
  • DOI: 10.1093/nar/gkw745
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition). (2016)
  • 著者名/発表者名: Klionsky DJ et al.
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 12 ページ: 1-222
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1100356
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Improved tag-switch method reveals that thioredoxin acts as depersulfidase and controls the intracellular levels of protein persulfidation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Wedmann R, Onderka C, Wei S, Szijarto IA, Miljkovic JL, Mitrovic A, Lange M, Savitsky S, Yadav PK, Torregrossa R, Harrer EG, Harrer T, Ishii I, Gollasch M, Wood ME, Galardon E, Xian M, Whiteman M, Banerjee R, Filipovic MR.
  • 雑誌名: Chem Sci 巻: 7 ページ: 3414-3426
  • DOI: 10.1039/C5SC04818D
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Blockade of sphingosine 1-phosphate receptor 2 signaling attenuates high-fat diet-induced adipocyte hypertrophy and systemic glucose intolerance in mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kitada Y, Kajita K, Taguchi K, Mori I, Yamauchi M, Ikeda T, Kawashima M, Asano M, Kajita T, Ishizuka T, Banno Y, Kojima I, Chun J, Kamata S, Ishii I, Morita H.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 157 ページ: 1839-1851
  • DOI: 10.1210/en.2015-1768
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Role of cystathionine gamma-lyase in immediate renal impairment and inflammatory response in acute ischemic kidney injury. (2016)
  • 著者名/発表者名: Marko L, Szijarto IA, Filipovic MR, Kassmann M, Balogh A, Park JK, Przybyl L, N'Diaye G, Kramer S, Anders J, Ishii I, Muller DN, Gollasch M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: 27517
  • DOI: 10.1038/srep27517
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immobilization of the gas signaling molecule H2S by radioisotopes: detection, quantification, and in vivo imaging. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sarkar S, Ha YS, Soni N, An GI, Lee W, Kim MH, Huynh PT, Ahn H, Bhatt N, Lee YJ, Kim JY, Park KM, Ishii I, Kang SG, Yoo J.
  • 雑誌名: Angew Chem Int Ed Engl 巻: 55 ページ: 9365-9370
  • DOI: 10.1002/anie.201603813
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cystathionine-gamma-lyase gene deletion protects mice against inflammation and liver sieve injury following polymicrobial sepsis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Gaddam RR, Fraser R, Badiei A, Chambers S, Cogger VC, Le Couteur DG, Ishii I, Bhatia M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 ページ: e0160521
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0160521
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 新電子物質からの生体防御におけるトランススルフレーション酵素(CBS/CTH)の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石井 功
  • 学会等名: フォーラム2017衛生薬学・環境トキシコロジー
  • 発表場所: 昭和大学（東京都 品川区）
  • 年月日: 2016-09-11 – 2016-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] Possible roles of H2S/RSS and homocysteine in the redox signaling via electrophiles. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii I
  • 学会等名: The 9th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic applications of NO.
  • 発表場所: 仙台国際センタ－（宮城県 仙台市）
  • 年月日: 2016-05-22 – 2016-05-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dietary deprivation of each proteinogenic amino acid induces altered systemic responses in mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kamata S, Yamamoto J, Kamijo K, Ochiai T, Morita T, Yoshitomi Y, Hagia Y, Kubota M, Ohkubo R, Karube K, Kasahara T, Ishii I.
  • 学会等名: The 9th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic applications of NO.
  • 発表場所: 仙台国際センタ－（宮城県 仙台市）
  • 年月日: 2016-05-22 – 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] Dietary deprivation of each proteinogenic amino acid induces differential systemic responsess in mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kamata S, Yamamoto J, Karube K, Ohkubo R, Kasahara T, Ishii I.
  • 学会等名: Experimental Biology 2016
  • 発表場所: San Diego (USA)
  • 年月日: 2016-04-04 – 2016-04-04
  • 国際学会