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2020 年度 実施状況報告書

老化脳に蓄積する脳障害性希少糖が認知症に及ぼす影響の解明と認知症予防戦略の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K07066
研究機関静岡県立大学

研究代表者

南 彰  静岡県立大学, 薬学部, 講師 (80438192)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードシアル酸 / シアリダーゼ / 認知症 / 記憶 / 老化 / ラット
研究実績の概要

自然界に存在するシアル酸の主要な分子種として、N-アセチルノイラミン酸(Neu5Ac)とN-グリコリルノイラミン酸(Neu5Gc)の2種類がある。Neu5Acは脳に豊富に存在し、認知機能に重要な役割を担う。一方、全ての哺乳動物の脳ではNeu5Gc合成酵素(CMAH)が発現しておらず、脳においてNeu5Gcを作り出すことができない。研究代表者はNeu5Gcのラット体内動態を分析したところ、末梢から脳へNeu5Gcが移行することを見出している。糖鎖からシアル酸を外す酵素(シアリダーゼ)は記憶形成に不可欠であるが、Neu5Gcはこのシアリダーゼの働きを阻害する。アセチル化N-グリコリルマンノサミン(ManNGcPA)をラット海馬に投与すると、CMAHとは異なる生合成経路でNeu5Gcが合成され、海馬選択的にNeu5Gcが発現することが見いだされている。そこで、この海馬選択的なNeu5Gc高発現ラットの記憶能をモリス水迷路で評価したところ、記憶能が顕著に減少していた。このことから、脳に移行したNeu5Gcは記憶能を減弱させることが示唆される。そこで本年度では、記憶の基礎過程であるシナプス可塑性に対するNeu5Gcの影響とヒト脳におけるシアル酸分子種を分析した。Neu5Gcを高発現するラットにおいてin vivo細胞外電位記録で評価した長期増強は有意に減弱していた。また、LC-MSを利用してヒト脳に含まれるシアル酸分子種を分析したところ、Neu5Gcが蓄積していることを見出した。このことから、脳に蓄積したNeu5Gcは、シナプス可塑性を減弱させることによって認知機能に影響することが示唆される。

現在までの達成度 (区分)
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

マイナーなシアル酸分子種がシナプス可塑性に及ぼす影響や脳に蓄積することなどを明らかにするとともに、研究成果を学術論文や学会で公表した。以上を鑑みて総合的に「おおむね順調に進展している」と判断した。

今後の研究の推進方策

本年度においては、脳に蓄積したNeu5Gcがシナプス可塑性を減弱させることによって、認知機能に影響する可能性を見出した。今後は脳に蓄積したNeu5Gcが、認知症などの神経疾患にどのように影響するのかについて明らかにする。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] The Function of Sialidase Revealed by Sialidase Activity Imaging Probe2021

    • 著者名/発表者名
      Minami Akira、Kurebayashi Yuuki、Takahashi Tadanobu、Otsubo Tadamune、Ikeda Kiyoshi、Suzuki Takashi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 3187~3187

    • DOI

      10.3390/ijms22063187

  • [雑誌論文] Enhancement of elastin expression by transdermal administration of sialidase isozyme Neu22021

    • 著者名/発表者名
      Minami Akira、Fujita Yuka、Goto Jun、Iuchi Ayano、Fujita Kosei、Mikami Yasuyo、Shiratori Mako、Ishii Ami、Mitragotri Samir、Iwao Yasunori、Kanazawa Hiroaki、Kurebayashi Yuuki、Takahashi Tadanobu、Otsubo Tadamune、Ikeda Kiyoshi、Suzuki Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-82820-1

  • [雑誌論文] The sialidase inhibitor 2,3-dehydro-2-deoxy-N-acetylneuraminic acid is a glucose-dependent potentiator of insulin secretion2020

    • 著者名/発表者名
      Minami Akira、Fujita Yuka、Shimba Sumika、Shiratori Mako、Kaneko Yukiko K.、Sawatani Toshiaki、Otsubo Tadamune、Ikeda Kiyoshi、Kanazawa Hiroaki、Mikami Yasuyo、Sekita Risa、Kurebayashi Yuuki、Takahashi Tadanobu、Miyagi Taeko、Ishikawa Tomohisa、Suzuki Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 5198

    • DOI

      10.1038/s41598-020-62203-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitigation of Memory Impairment in Ovariectomized Rats Using Garlic Powder Treated with Subcritical Water2020

    • 著者名/発表者名
      Minami Akira、Mikami Yasuyo、Kano Takahiro、Matsushita Hiroshi、Fujita Yuka、Yoshimura Marina、Abe Yuki、Watanabe Hiromi、Hara Masaomi、Kurebayashi Yuki、Takahashi Tadanobu、Kanazawa Hiroaki、Wakatsuki Akihiko、Suzuki Takashi
    • 雑誌名

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      巻: 43 ページ: 546~549

    • DOI

      10.1248/bpb.b19-00311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dietary sesame diminishes bone mass and bone formation indices in ovariectomized rats2020

    • 著者名/発表者名
      R. Tachibana;H. Matsushita;Minami A;N. Morita;S. Shimizu;H. Kanazawa;T. Suzuki;K. Watanabe;A. Wakatsuki
    • 雑誌名

      Clinical and Experimental Obstetrics & Gynecology

      巻: 47 ページ: 546~546

    • DOI

      10.31083/j.ceog.2020.04.5144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection and Isolation of a Drug-Resistant Influenza Virus Using a Sialidase Fluorescence Imaging Technique2020

    • 著者名/発表者名
      Kurebayashi Yuuki、Takahashi Tadanobu、Otsubo Tadamune、Minami Akira、Ikeda Kiyoshi、Suzuki Takashi
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 32 ページ: E37~E43

    • DOI

      10.4052/tigg.1806.1E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the methanol extract of the Lion's Mane mushroom, Hericium erinaceus, on bone metabolism in ovariectomized rats2020

    • 著者名/発表者名
      N. Morita, H. Matsushita, Minami A, S. Shimizu, R. Tachibana, H. Kanazawa, T. Suzuki, K. Watanabe, A. Wakatsuki
    • 雑誌名

      Clinical and Experimental Obstetrics & Gynecology

      巻: 47 ページ: 47~47

    • DOI

      10.31083/j.ceog.2020.01.4987

    • 査読あり
  • [学会発表] 更年期神経症状を改善する機能性食品を活用した健康長寿産業の育成2020

    • 著者名/発表者名
      南彰、鈴木 隆、金澤寛明、松下 宏
    • 学会等名
      USフォーラム2020
  • [学会発表] 低血糖副作用を回避する糖尿病治療薬の開発2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木 隆、高橋忠伸、南 彰、紅林佑希、金澤 寛明、石川智久、金子雪子、池田 潔、大坪忠宗
    • 学会等名
      USフォーラム2020
  • [学会発表] 部局間協定締結を志向したタイ産機能性食品の共同開発2020

    • 著者名/発表者名
      南 彰、鈴木 隆、Sureelak Rodtong、Pongpun Siripong、Jantana Yahuafai
    • 学会等名
      USフォーラム2020
  • [学会発表] 皮膚におけるシアリダーゼの発現分布と作用2020

    • 著者名/発表者名
      藤田優香、南 彰、井内彩乃、岩尾康範、金澤寛明、大坪忠宗、池田 潔、鈴木 隆
    • 学会等名
      第35回老化促進モデルマウス(SAM)学会学術大会
  • [学会発表] 低血糖副作用を回避する新規糖尿病治療薬の開発2020

    • 著者名/発表者名
      藤田優香、南彰、金子雪子、澤谷俊明、大坪忠宗、池田潔、宮城妙子、紅林佑希、高橋忠伸、石川智久、鈴木隆
    • 学会等名
      第19回次世代を担う若手のためのファーマ・バイオフォーラム
  • [学会発表] シアリダーゼの局在を可視化する新規蛍光イメージング剤の開発2020

    • 著者名/発表者名
      紅林佑希、高橋忠伸、南 彰、大坪忠宗、池田 潔、鈴木 隆
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・ 日本薬学会東海支部合同学術大会2019
  • [学会発表] グルコース濃度依存的にインスリン分泌を促進する新規糖尿病治療薬の開発2020

    • 著者名/発表者名
      藤田優香、南彰、金子雪子、澤谷俊明、大坪忠宗、池田潔、紅林佑希、高橋忠伸、石川智久、鈴木隆
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・ 日本薬学会東海支部合同学術大会2019
  • [学会発表] 皮膚におけるシアリダーゼの発現分布と役割2020

    • 著者名/発表者名
      藤田優香、南彰、井内彩乃、高橋忠伸、紅林佑希、大坪忠宗、池田潔、鈴木隆
    • 学会等名
      第39回日本糖質学会年会
  • [産業財産権] エラスチン産生促進剤及び皮膚化粧料2020

    • 発明者名
      南 彰、鈴木 隆、岩尾康範
    • 権利者名
      静岡県公立大学法人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-90313

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公開日: 2021-12-27  

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