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2014 年度 実績報告書

疲労動物モデルにおける尿素回路の代謝変化と、オルニチン投与による抗疲労効果検証

研究課題

研究課題/領域番号 25882051
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

久米 慧嗣  独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 特別研究員 (30708441)

研究期間 (年度) 2013-08-30 – 2015-03-31
キーワード疲労科学 / 代謝解析 / 健康科学 / 尿素回路 / 代謝性炎症 / バイオインフォマティクス
研究実績の概要

慢性疲労症候群(Chronic Fatigue Syndrome: CFS)は、原因不明の強い全身疲労倦怠感などが長期間に渡り継続する病態である。われわれは、ラットに水浸疲労負荷を与えることにより疲労状態を再現し、血漿や肝臓を対象に網羅的メタボローム解析を実施した。疲労負荷によってTCA回路内のクエン酸などが減少してエネルギー産生が障害される一方、シトルリン-アルギニンバランスの変化や総一酸化窒素量の増加などといった尿素回路動態も疲労負荷の影響を受けることを見出した(Kume et al, PLOS ONE, 2015)。また、疲労負荷を与えたラットの肝臓では、尿素回路やグルタミン酸代謝を介してTCA回路内のコハク酸に流入することでエネルギー代謝を回復させようとする疲労特有の代謝経路(疲労代謝回路)の存在が予測された。われわれは、同回路の酵素阻害実験や肝組織の免疫染色を行い、疲労時における疲労代謝経路の活性化を確認した。さらに、尿素回路の代謝物であるオルニチンが、尿素回路の代謝やエネルギー代謝の動きを促進するかを生化学的に検証した。疲労負荷時にオルニチンを5日間経口投与し、ラット肝臓中の血液を灌流除去した後、肝臓を採取して網羅的代謝物解析を行った。その結果、オルニチン投与によるエネルギー代謝への影響は限定的であった一方、他の代謝経路へオルニチンが流入する知見が得られた。現在、オルニチンが解糖系やクエン酸回路を含むエネルギー代謝に与える影響を確定させるために、13C-グルコースをトレーサーとする代謝フラックス実験にも取り組み、エネルギー代謝への影響を調査中である。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Potential Biomarkers of Fatigue Identified by Plasma Metabolome Analysis in Rats2015

    • 著者名/発表者名
      Kume, S., Yamato, M., Tamura, Y., Jin, G., Nakano, M., Miyashige, Y., Eguchi, A., Ogata, Y, Goda, N., Iwai, K, Yamano, E, Watanabe, Y, Soga, T, Kataoka
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 10(3): e0120106 ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0120106. eCollection 2015.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] メタボローム解析による疲労病態研究と慢性疲労症候群診断バイオマーカーの開発2014

    • 著者名/発表者名
      久米慧嗣,山野恵美,片岡洋祐
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 249 ページ: 299-303

  • [学会発表] 水浸疲労負荷動物モデルを用いた肝臓での疲労代謝回路および代謝性組織炎症の実証研究2015

    • 著者名/発表者名
      久米 慧嗣、大和 正典、中野 真行、江口 麻美、田村 泰久、片岡 洋祐
    • 学会等名
      第11回日本疲労学会総会・学術集会
    • 発表場所
      山口・山口県総合保健会館
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-16
  • [学会発表] 疲労負荷動物モデルを利用した疲労の潜在的バイオマーカーの探索研究2015

    • 著者名/発表者名
      久米 慧嗣、大和 正典、中野 真行、江口 麻美、田村 泰久、山野 恵美、 渡辺 恭良、曽我 朋義、片岡 洋祐
    • 学会等名
      第11回日本疲労学会総会・学術集会
    • 発表場所
      山口・山口県総合保健会館
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-16
  • [学会発表] Neuroinflammation is possibly involved in prolonged suppression of rat spontaneous activity induced by monofluoroacetate, an inhibitor for TCA cycle2014

    • 著者名/発表者名
      Yamato, M., Kume, S., Miyashige, Y., Nakano, M., Tamura, Y., Eguchi, A., Kataoka, Y.
    • 学会等名
      SOCIETY for NEUROSCIENCE
    • 発表場所
      Washington, DC, U.S.A.
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [学会発表] Possible involvement of neuroinflammation in prolonged suppression of rat spontaneous activity by monofluoroacetate, an inhibitor for TCA cycle2014

    • 著者名/発表者名
      大和正典、久米慧嗣、金光華、宮繁志治、中野真行、田村泰久、江口麻美、片岡洋祐
    • 学会等名
      第37回 日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜・パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] Fatigue Metabolic Pathway and Hepatic Inflammation in a Rat Model of Fatigue2014

    • 著者名/発表者名
      8.Kume, S., Yamato, M., Miyashige Y., Nakano, M., Eguchi, A., Tamura, Y., Kataoka, Y.
    • 学会等名
      第4回 理研Genomic Sciences Research Complex(GSC)七夕ミーティング
    • 発表場所
      横浜・理化学研究所 横浜キャンパス
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-11
  • [学会発表] Activation of Fatigue Metabolic Pathway Induces Hepatic Inflammation in a Rat Model of Fatigue2014

    • 著者名/発表者名
      Kume, S., Yamato, M., Miyashige, Y., Nakano, M., Eguchi, A., Tamura, Y., Kataoka, Y.
    • 学会等名
      Metabolomics 2014
    • 発表場所
      山形県鶴岡市
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-26
  • [学会発表] Metabolome analysis for identifying biomarkers of Chronic Fatigue Syndrome2014

    • 著者名/発表者名
      Yamano, E., Kume, S., Yamato, M., Tajima, S., Hirayama, A., Fukuda, S., Kuratsune, H., Watanabe, Y., Soga, T., Kataoka, Y.
    • 学会等名
      Metabolomics 2014
    • 発表場所
      山形県鶴岡市
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-26
  • [学会発表] 水浸疲労負荷モデル動物の肝臓における疲労代謝回路の活性化と組織炎症2014

    • 著者名/発表者名
      久米慧嗣、大和正典、宮繁志治、中野真行、江口麻美、田村泰久、片岡洋祐
    • 学会等名
      第10回 日本疲労学会総会・学術集会
    • 発表場所
      大阪・グランフロント大阪
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-31
  • [学会発表] メタボローム解析による慢性疲労症候群診断バイオマーカーの検討2014

    • 著者名/発表者名
      山野恵美、久米慧嗣、大和正典、田島世貴、福田早苗、倉恒弘彦、渡辺恭良、片岡洋祐
    • 学会等名
      第10回 日本疲労学会総会・学術集会
    • 発表場所
      大阪・グランフロント大阪
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-31
  • [学会発表] エネルギー代謝の低下に着目した疲労動物モデルの作製と評価2014

    • 著者名/発表者名
      大和正典、久米慧嗣、金光華、宮繁志治、中野真行、江口麻美、田村泰久、片岡洋祐
    • 学会等名
      第10回 日本疲労学会総会・学術集会
    • 発表場所
      大阪・グランフロント大阪
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-31

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公開日: 2016-06-01  

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