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2021 年度 実施状況報告書

糖尿病性神経障害とミトコンドリア機能異常:ミトコンドリア機能改善薬の効果

研究課題

研究課題/領域番号 21K06718
研究機関愛知学院大学

研究代表者

加藤 宏一  愛知学院大学, 薬学部, 教授 (40319322)

研究分担者 加藤 文子  愛知学院大学, 薬学部, 講師 (60513934)
巽 康彰  東邦大学, 薬学部, 准教授 (40335055)
加藤 義郎  愛知医科大学, 医学部, 教授 (40513429)
近藤 正樹  愛知医科大学, 医学部, 講師 (00717910)
姫野 龍仁  愛知医科大学, 医学部, 講師 (60753762)
神谷 英紀  愛知医科大学, 医学部, 教授 (70542679)
中村 二郎  愛知医科大学, 医学部, 教授 (40283444)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード糖尿病神経障害 / 酸化ストレス / ミトコンドリア機能異常 / ミトコンドリア機能改善薬
研究実績の概要

マウス不死化シュワン(IMS32)細胞やラット不死化シュワン(IFRS1)細胞を用い、高・低グルコースの酸化ストレスやミトコンドリア機能、オートファジーに対する影響に関して検討を進めている。
1)IFRS1細胞において、tBHPによりLC3-II /LC3-I比が上昇しp62発現は減少しAMPKのリン酸化は上昇した。DHAの前投与によりtBHPで上昇したLC3-II /LC3-I比とAMPKのリン酸化は減少し、tBHPで減少したp62発現は増加した。このことから、酸化ストレスはAMPKを介してオートファジーを誘導させ細胞死を促進させることを明らかにした。一方で、DHAは、AMPK経路を抑制することにより酸化ストレスにより誘導されたオートファジーを抑制し、シュワン細胞死を減少させることが明らかになった(巽他、第64回日本糖尿病学会年次学術総会、Tatsumi Y, et al., 81st American Diabetes Association (ADA))。
2)IMS32細胞において、高グルコースだけでなく低フルコースによってミトコンドリア膜電位が減少したが、イメグリミンにより改善されることを明らかにした。さらに、高・低グルコースによってミトコンドリアからcytochrome cの放出が誘導されたが、イメグリミンはこのcytochrome cの放出を抑制することが明らかとなった(加藤文子他、第64回日本糖尿病学会年次学術総会)。
3)IMS32細胞において、高グルコースおよび低フルコースによってミトコンドリア呼吸の著名な増加、ATP産生低下が認められ、低グルコースによっても高グルコースと同様なミトコンドリア機能に対する影響が明らかとなった(加藤文子他、第36回日本糖尿病合併症学会)。

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

IMS32細胞やIFRS1細胞を用いて、高低グルコースや低グルコース、酸化ストレスにより誘導される細胞死がオートファジーやミトコンドリア機能に対する影響を解明し、国内外の学会において発表できた。

今後の研究の推進方策

IMS32細胞やIFRS1細胞を用いて、高グルコースや低グルコース、酸化ストレスによるミトコンドリア機能異常に対するミトコンドリア機能改善薬の効果について検討する予定である。さらに、今まで行ってきた研究の不足項目の検討を推進させ、学会発表や論文報告につなげる。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナ感染のため、研究が予定通り進行しなかったため、次年度使用額が生じた。次年度に試薬や培養器具等の消耗品として使用予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Kir6.2-deficient mice develop somatosensory dysfunction and axonal loss in the peripheral nerves2021

    • 著者名/発表者名
      Nakai-Shimoda H,Himeno T,Okawa T, Miura-Yura E, Sasajima S, Kato M, Yamada Y, Morishita Y, Tsunekawa S, Kato Y, Seino Y, Inoue R, Kondo M, Seino S, Naruse K, Kato K, Mizukami H, Nakamura J, Kamiya H
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25(1):103609 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103609

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of pyruvate in maintaining cell viability and energy production under high-glucose conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Yako H, Niimi N, Kato A, Takaku S, Tatsumi Y, Nishito Y, Kato K, Sango K. 2. 論文表題: Role of pyruvate in maintaining cell viability and energy production under high-glucose conditions
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 11:18910 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1038/s41598-021-98082-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Pathogenesis of diabetic neuropathy induced by blood glucose fluctuation and hypoglycemia: oxidative stress and mitochondrial dysfunction2022

    • 著者名/発表者名
      Ayako Kato, Koichi Kato
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Docosahexaenoic Acid Suppresses Oxidative Stress-Induced Autophagy and Cell Death through the AMPKDependent Signaling Pathway in Immortalized Adult Rat Schwann (IFRS1) Cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Tatsumi, Ayako Kato, Naoko Niimi, Hideji Yako, Tatsuhito Himeno, Masaki Kondo, Shin Tsunekawa, Yoshiro Kato, Hideki Kamiya, Jiro Nakamura, Kazunori Sango, Koichi Kato
    • 学会等名
      The American Diabetes Association's 81st Scientific Sessions(ADA)
    • 国際学会
  • [学会発表] DHAはラット不死化シュワン細胞においてAMPK依存性シグナル経路を介して酸化ストレス誘導オートファジーと細胞死を抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      巽 康彰、加藤 文子、新見 直子、八子 英司、姫野 龍仁、近藤 正樹、加藤 義郎、神谷 英紀、中村 二郎、三五 一憲、加藤 宏一
    • 学会等名
      第64回日本糖尿病学会年次学術総会
  • [学会発表] イメグリミンはシュワン細胞において高・低グルコースによるミトコンドリア機能障害を改善し細胞死を抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      加藤文子、巽康彰、八子英司、三五一憲、姫野龍仁、近藤正樹、加藤義郎、神谷英紀、中村二郎、加藤宏一
    • 学会等名
      第64回日本糖尿病学会年次学術総会
  • [学会発表] 糖尿病性神経障害における高グルコース・低グルコースの神経ミトコンドリア機能に対する影響―ミトコンドリア機能改善薬の効果―2021

    • 著者名/発表者名
      加藤文子、巽康彰、二瓶渉、八子英司、三五一憲、姫野龍仁、近藤正樹、加藤義郎、神谷英紀、中村二郎、加藤宏一
    • 学会等名
      第36回日本糖尿病合併症学会
  • [備考] 愛知学院大学 薬学部 医療薬学科 薬物治療学講座ホームページ

    • URL

      http://www.phar.agu.ac.jp/lab/medicine/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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