食品成分による間質液pH制御を介した糖尿病・アルツハイマー型認知症発症予防法開発

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03182
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 丸中 良典 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (00127036)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 糖尿病 / アルツハイマー型認知症 / 間質液 / pH / 食品

研究実績の概要

糖尿病患者でのアルツハイマー型認知症発症リスクが高いことが知られているが、その原因は不明である。我々は糖尿病で間質液pHが低下し、この間質液pH低下がインスリン抵抗性発症の成因であることを発見し、間質液pH低下によりアルツハイマー型認知症の原因物質と考えられているアミロイドベータ生成が促進され、一方アミロイドベータ分解が低下し、その結果アミロイドベータ蓄積が促進される可能性を見出した。 しかしながらこれらの分子機構は未だ明らかとはなっていない。本研究アミロイドベータ、以下の研究仮説を立て、この研究仮説を正しいことを証明する。

研究仮説：以下の大きく分けて２つの研究仮説を立てた。A) 糖尿病での脳を含む間質液pH低下によりアミロイドベータ生成酵素であるβ ・γセクレターゼの活性および発現量の増大が起こり、一方でアミロイドベータ分解酵素であるネプリライシンの活性および発現量が低下し、その結果糖尿病での脳における線維化アミロイドベータ蓄積が増大する 。　B) ウメ食品を代表とした弱酸カルボン酸含有食品摂取で間質液pHが正常に保持されることにより、血糖値上昇・インスリン抵抗性発症・アミロイドベータ蓄積の予防をもたらすことが可能となる。

研究目的：1)上記仮説A)およびB)を動物およびヒトにおいて証明する。　2)間質液pHを正常に制御し得る食品選定の選定を行なう。

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

糖尿病での脳を含む間質液pH低下によりアミロイドベータ生成酵素であるβ ・γセクレターゼの活性および発現量の増大が起こり得ること、一方でアミロイドベータ分解酵素であるネプリライシンの活性および発現量が低下し得ること、これらの結果、糖尿病での脳における線維化アミロイドベータ蓄積が増大する可能性を見出した。
ウメ食品を代表とした弱酸カルボン酸含有食品摂取で間質液pHが正常に保持されることを見出した。その結果、血糖値上昇を抑制し得ること、インスリン抵抗性の発症も抑制されうること、またアミロイドベータ蓄積の予防をもたら得ることも明らかとなった。

以上の結果より、ウメ関連食品での間質液pH低下改善をもたらす食品の選定に目処がたち、またその食品摂取にて血糖値改善をもたらし得る可能性も見出したことによる。これらの結果を実際の食生活の中に取り入れる試みも行う。

今後の研究の推進方策

ウメ関連食品での間質液pH低下改善をもたらす食品の選定に目処がたち、このことを確固たることにするための実験を実施する。
またその食品摂取にて血糖値改善をもたらし得ることを確固たることにするための実験を実施する。

研究成果

• [国際共同研究] Jiangsu University/University of Macau/Zhejiang University(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Jiangsu University/University of Macau/Zhejiang University
  • 他の機関数: 17
• [国際共同研究] National Institute of Health/Universita Politecnica delle Marche/University of Naples Federico II(イタリア)
  • 国名: イタリア
  • 外国機関名: National Institute of Health/Universita Politecnica delle Marche/University of Naples Federico II
  • 他の機関数: 2
• [国際共同研究] H. Lee Moffitt Cancer Center Res Inst/Medical College of Wisconsin/University of Massachusetts(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: H. Lee Moffitt Cancer Center Res Inst/Medical College of Wisconsin/University of Massachusetts
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] University of New South Wales(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: University of New South Wales
• [国際共同研究] Bulgarian Academy of Sciences(ブルガリア)
  • 国名: ブルガリア
  • 外国機関名: Bulgarian Academy of Sciences
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 4
• [雑誌論文] Enhancement of ciliary beat amplitude by carbocisteine in ciliated human nasal epithelial cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Inui TA, Yasuda M, Hirano S, Ikeuchi Y, Kogiso H, Inui T, MARUNAKA Y, Nakahari T
  • 雑誌名: Laryngoscope 巻: 130 ページ: E289-E297
  • DOI: 10.1002/lary.28185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Standard medical nutrition therapy of 25kcal/kg ideal bodyweight/day often does not reach even resting energy expenditure for patients with type 2 diabetes (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukuda T, Tanaka M, Yamazaki M, MARUNAKA Y, Fukui M
  • 雑誌名: Journal of Diabetes Investigation 巻: 11 ページ: 626-632
  • DOI: 10.1111/jdi.13167
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ANO9 regulated cell cycle in human esophageal Squamous cell carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Katsurahara K, Shiozaki A, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, MARUNAKA Y, Otsuji E
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1245/s10434-020-08368-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refining transfer set in calibration transfer of near infrared spectra by backward refinement of samples (2020)
  • 著者名/発表者名: Zheng K, Feng T, Zhang W, Huang X, Li Z, Zhang D, Shi J, MARUNAKA Y, Zou X
  • 雑誌名: Analytical Methods 巻: 12 ページ: 1495-1503
  • DOI: org/10.1039/D0AY00085J
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Body fluid pH balance in metabolic health and possible benefits of dietary alkaline foods (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoi W, Zou X, Xiao J, MARUNAKA Y
  • 雑誌名: eFood 巻: 1 ページ: 12-23
  • DOI: org/10.2991/efood.k.190924.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The algal polysaccharide ulvan suppresses growth of hepatoma cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhao C, Lin G, Wu D, Liu D, You L, Hogger P, Simal-Gandara J, Wang M, da Costa JGM, MARUNAKA Y, Daglia M, Khan H, Filosa R, Wang S, Xiao J
  • 雑誌名: Food Frontiers 巻: 1 ページ: 83-101
  • DOI: org/10.1002/fft2.13
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Food intake targeting and improving acidity in diabetes and cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: MARUNAKA Y, Niisato N, Zou X, Xiao J, Nakahari T
  • 雑誌名: Food Frontiers 巻: 1 ページ: 9-12
  • DOI: org/10.1002/fft2.5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Airway ciliary beating affected by the Pcp4 dose-dependent [Ca2+]i in Down syndrome mice, Ts1Rhr (2020)
  • 著者名/発表者名: Kogiso H, Raveau M, Yamakawa K, Saito D, Ikeuchi Y, Okazaki T, Asano S, Inui T, MARUNAKA Y, Nakahari T
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 21 ページ: 1947
  • DOI: 10.3390/ijms21061947
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Food Frontiers: An academically sponsored new journal (2020)
  • 著者名/発表者名: L Wang, J Simal‐Gandara, M Du, B Lu, JL Quiles, ZY Chen, B Hennig, M Wang, H Xiao, J Arcot, T Yue, B Zheng, X Zou, Y MAMRUNAKA, et al.
  • 雑誌名: Food Frontiers 巻: 1 ページ: 3-5
  • DOI: org/10.1002/fft2.8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 細胞内 Cl-による細胞機能調節と疾患 (2020)
  • 著者名/発表者名: 丸中良典
  • 雑誌名: 腎と透析：特集 Cl-：電解質クイーン 巻: 88 ページ: 419-422
• [雑誌論文] Ciliary beating amplitude controlled by intracellular Cl- and a high rate of CO2 production in ciliated human nasal epithelial cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Inui TA, Murakami K, Yasuda M, Hirano S, Ikeuchi Y, Kogiso H, Hosogi S, Inui T, MARUNAKA Y, Nakahari T
  • 雑誌名: Pflugers Archiv - European Journal of Physiology 巻: 471 ページ: 1127-1142
  • DOI: 10.1007/s00424-019-02280-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of low temperature on the regulation of cell volume after hypotonic shock in gastric cancer cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki A, Yamazato Y, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, MARUNAKA Y, Otsuji E
  • 雑誌名: Int J Oncol 巻: 55 ページ: 905-914
  • DOI: 10.3892/ijo.2019.4853
  • 査読あり
• [雑誌論文] LRRC8A expression influences growth of esophageal squamous cell carcinoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Konishi T, Shiozaki A, Kosuga T, Kudou M, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, MARUNAKA Y, Otsuji E
  • 雑誌名: Am J Pathol 巻: 189 ページ: 1973-1985
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2019.06.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] pH balance and lactic acid increase in the vitreous body of diabetes mellitus patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Mieno H, MARUNAKA Y, Inaba T, Kojima K, Yoneda K, Nagata K, Sotozono C
  • 雑誌名: Experimental Eye Research 巻: 188 ページ: 107789
  • DOI: 10.1016/j.exer.2019.107789
  • 査読あり
• [雑誌論文] The expression and role of TRPV2 in esophageal squamous cell carcinoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Kudou M, Shiozaki A, Yamazato Y, Katsurahara K, Kosuga T, Shoda K, Arita T, Konishi H, Komatsu S, Kubota T, Fujiwara H, Okamoto K, Kishimoto M, Konishi E, MARUNAKA Y, Otsuji E
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 16055
  • DOI: 10.1038/s41598-019-52227-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Building-up the primary culture system for ependymal ciliary cells from newborn mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Namoto Y, Ishii Y, Okazaki T, Asano S, MARUNAKA Y, Nakahari T
  • 学会等名: The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
• [学会発表] Activation of airway ciliary beating by an [Ca2+]i increased via nifedipine-sensitive Ca2+ channels stimulated by amboxol (2020)
  • 著者名/発表者名: Saito D, Kawaguchi K, Asano S, MARUNAKA Y, Nakahari T
  • 学会等名: The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
• [学会発表] Secretory reflex pathway of short chain fatty acids in the rat distal colon (2020)
  • 著者名/発表者名: Harata D, Asano S, Kuwahara A, Kuwahara Y, Kato I, Inui T, MARUNAKA Y
  • 学会等名: The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
• [学会発表] Surface enhanced Raman spectroscopy probe for nanometer-scale measurement of pH and hydrogen peroxides on the outer membrane of cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Puppulin L, Hosogi S, Tanaka H, Kumamoto Y, Ashihara E, MARUANKA Y
  • 学会等名: The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Non-invasive sample measurement derived from live tissue by Raman spectroscopic microscopy (2020)
  • 著者名/発表者名: Akaji S, MARUNAKA Y
  • 学会等名: The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of body fluid and electrolytes: Physiological significance of interstitial fluid (2020)
  • 著者名/発表者名: MARUANKA Y
  • 学会等名: The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Improving action of Ninji’yoeito on the syndrome of diabetes mellitus (2019)
  • 著者名/発表者名: MARUNAKA Y
  • 学会等名: 62th Annual Meeting of the Japan Diabetes Society
  • 招待講演
• [学会発表] Improving actions of natural foods and Ninjin’yoeito (a herbal medicine) on diabetes mellitus symptoms via improvement of interstitial fluid pH (2019)
  • 著者名/発表者名: MARUNAKA Y
  • 学会等名: International Conference on Natural Toxicology and Pharmacology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Actions of flavonoids and natural compounds on ion environments: Its physiological roles (2019)
  • 著者名/発表者名: MARUNAKA Y
  • 学会等名: International Workshop on Intelligent Detection of Food and Safety
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Encyclopedia of Respiratory Medicine (2020)
  • 著者名/発表者名: Niisato N, MARUNAKA Y
  • 総ページ数: -
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 978-0-12-370879-3
• [備考] 丸中良典 研究室
  • URL: https://marunaka-y.com/