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2022 年度 実績報告書

メイラード反応生成香気による寿命調節作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22J00122
配分区分補助金
研究機関日本大学

研究代表者

横山 壱成  日本大学, 生物資源科学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2022-04-22 – 2025-03-31
キーワードメイラード反応 / 香気成分 / 保健的機能性 / 嗅覚生理応答 / 老化 / 線虫 / C. elegans
研究実績の概要

本研究では食品の加熱調理・加工時に起こる化学反応(メイラード反応)で生成する香気成分の吸入による寿命への影響について検討を行っている。本年度は、寿命を指標とした老化研究で広く用いられるモデル動物である線虫C. elegansを用いて、リジンとグルコースから調製したメイラード反応生成香気の曝露による影響について検討した。
線虫は嗅覚に優れ、香気成分によって嗜好が異なり、走化性行動(誘引あるいは忌避)が変化することが報告されている。このような嗜好の違いは、寿命に大きな影響を及ぼすものと考え、線虫のメイラード反応生成香気に対する嗜好を検討した。その結果、未加熱のメイラード反応試料に対して目立った行動の変化は認められなかったが、加熱後の試料に誘引行動を示すことが判明した。この誘引行動は揮発性の物質に対するものであり、線虫における嗅覚シグナル不全を呈する変異体(odr-3)では見られないことから、嗅覚系を介してメイラード反応生成香気に対する誘引行動が引き起こされていることが考えられた。さらに、このメイラード反応試料中の主要香気成分である2,3-dimetlylpyrazine, 2,3,5-trimethylpyrazine, 2,5-dimethyl-4-hydroxy-3(2H)-furanone (DMHF)を選抜し、同様に走化性行動の実験を行ったところ、すべての物質に対して線虫は誘引行動を示したが、その中でもDMHFに対する反応が最も高かった。
続いて、線虫にメイラード反応生成香気を継続的に曝露し、線虫の寿命を計測したところ、対照群と比較して寿命延長効果が認められ、さらには加齢に伴う運動性の低下についても、香気曝露を行った線虫で改善された。

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

本年度はモデル生物である線虫での実験系を中心とした研究に取り組んだ。線虫のメイラード反応生成香気に対する嗜好(走化性行動)は、当初の研究計画には含まれていなかったものの、誘引行動を示すという非常に興味深い結果が得られた。また、継続的な曝露により寿命延長効果が確認され、シグナル伝達の変化が寄与する可能性を見出すことができた。これらのシグナル伝達経路は線虫のみならず、マウスやヒトなどの哺乳類においても保存されているため、今後のマウスでの実験系においても、その効果が期待できる。また、マウスの実験系においても受入研究室でのテーマに参画することで、行動評価および免疫組織化学的手法について習得することが出来ている。これらは今後のマウスへの実験に当たり、非常に重要な役割を担うとともに円滑な研究の遂行に役立つものであると考えている。

今後の研究の推進方策

香気曝露により、線虫の寿命延長が認められたことから、インスリン/IGF-1などのシグナル伝達経路に注目する。具体的には、これら経路上に存在する遺伝子の発現を解析するとともに、変異体線虫を用いた詳細なメカニズムの解明を行う。また、このメカニズムを踏まえたうえで、加齢マウスなどを用いたメイラード反応生成香気の嗅覚刺激が生体に及ぼす影響についても迫る予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of the dipeptides comprising leucine and lysine on lifespan and age‐related stress in Caenorhabditis elegans2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Issei、Setoyama Ou、Jia Yaqi、Fujita Nana、Waki Akane、Komiya Yusuke、Nagasao Jun、Arihara Keizo
    • 雑誌名

      Food Science & Nutrition

      巻: 11 ページ: 1~9

    • DOI

      10.1002/fsn3.3256

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of 2,5‐dimethyl‐4‐hydroxy‐3(2H)‐furanone, a volatile odor compound generated by the Maillard reaction, in cooked meat of various animal species and parts2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Issei、Ohata Motoko、Komiya Yusuke、Nagasao Jun、Arihara Keizo
    • 雑誌名

      Animal Science Journal

      巻: 94 ページ: -

    • DOI

      10.1111/asj.13813

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dietary olive oil intake induces female-specific hepatic lipid accumulation without metabolic impairment in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Komiya Yusuke、Sugiyama Makoto、Koyama Chika、Kameshima Satoshi、Ochiai Masaru、Adachi Yuto、Yokoyama Issei、Fukasawa Hanae、Yoshioka Kazuki、Arihara Keizo
    • 雑誌名

      Nutrition Research

      巻: 112 ページ: 11~19

    • DOI

      10.1016/j.nutres.2023.02.001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高度利用を目指したエゾシカ(Cervus nippon yesoensis)の食肉としての物理化学的および官能特性の検討2022

    • 著者名/発表者名
      椿 智佳, 横山壱成, 小宮佑介, 長竿 淳, 有原圭三
    • 雑誌名

      日本鹿研究

      巻: 13 ページ: 2~9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Research Note: Expression of IGF-1 and IGF-1 receptor proteins in skeletal muscle fiber types in chickens with hepatic fibrosis2022

    • 著者名/発表者名
      Nagasao J.、Fukasawa H.、Yoshioka K.、Fujimura N.、Kobayashi M.、Tsunemi Y.、Nomoto A.、Mitsui S.、Murata H.、Yokoyama I.、Komiya Y.、Arihara K.
    • 雑誌名

      Poultry Science

      巻: 101 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.psj.2022.102045

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of oxidation on the cardioprotective properties of the bioactive dipeptide AW in dry-cured ham2022

    • 著者名/発表者名
      Heres Alejandro、Yokoyama Issei、Gallego Marta、Toldra Fidel、Arihara Keizo、Mora Leticia
    • 雑誌名

      Food Research International

      巻: 162 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.foodres.2022.112128

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] メイラード反応生成香気が線虫C. elegansの走化性行動および寿命に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      横山壱成, 瀬戸山央, 大畑素子, 長田和実
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [学会発表] Effect of grazing on the odors, tastes, and metabolites of Japanese Shorthorn beef2022

    • 著者名/発表者名
      Issei Yokoyama, Hideki Ogasawara, Yusuke Komiya, Jun Nagasao, Keizo Arihara
    • 学会等名
      68th International Congress of Meat Science and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] 線虫(C. elegans)は嗅覚系を介してメイラード反応生成香気に誘引される2022

    • 著者名/発表者名
      横山 壱成, 瀬戸山 央, 大畑 素子, 長田 和実
    • 学会等名
      第32回日本メイラード学会年会
  • [備考] 研究者Webページ

    • URL

      https://researchmap.jp/issei-yokoyama

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公開日: 2023-12-25  

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