2015 Fiscal Year Research-status Report
アミノ酸代謝制御を介して高次脳機能を調節する食環境の構築
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15K00829
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
福渡 努 滋賀県立大学, 人間文化学部, 教授 (50295630)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大貫 宏一郎 近畿大学, 工学部, 准教授 (50378668)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アミノ酸 / 脳神経科学 / 代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トリプトファン代謝産物キヌレン酸が脳内で増加すると，神経伝達物質の放出抑制を介して高次脳機能を低下させる．本研究では，キヌレン酸産生機構がアミノ酸代謝と関連することに着目し，アミノ酸代謝制御によってキヌレン酸を介した高次脳機能を調節することを目的としている．平成27年度には，1) キヌレン酸産生を調節する作用部位と制御機構の解明，2) キヌレン酸産生を抑制するアミノ酸の検索に取組んだ．
1) については，脳内のアストロサイトがキヌレン酸を産生する際，血中より大型中性アミノ酸トランスポーター（LAT）を介してキヌレン酸前駆体キヌレニンを取込むことから，LATの抑制がキヌレン酸産生におよぼす影響について検討した．脳組織切片にLAT阻害剤を作用させると，脳組織切片によるキヌレニン取込みとそれに続くキヌレン酸産生が抑制された．また，マウスにLAT阻害剤とキヌレニンを投与すると，キヌレニンの単独投与と比べ，脳内のキヌレニンおよびキヌレン酸濃度が低値を示した．2) については，LATの基質であるメチオニン，フェニルアラニン，チロシンをそれぞれ高濃度に含む食餌をラットに摂取させ，脳内のキヌレニンおよびキヌレン酸濃度におよぼす影響について調べた．いずれのアミノ酸の摂取によっても，高トリプトファン食によるキヌレニン取込みおよびキヌレン酸産生の増加を抑制できることを明らかにした．以上の結果は，キヌレン酸産生を抑制する作用点としてLATの阻害が有効であり，LATの基質となるアミノ酸摂取がキヌレン酸産生を抑制したことを示している．食事のアミノ酸組成がキヌレン酸産生を制御し，それによって高次脳機能を調節できる可能性が示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は，大きく分けて，1) キヌレン酸産生の作用部位と制御機構の解明，2) キヌレン酸産生を亢進する因子の解明，3) 食餌によるキヌレン酸産生の抑制とそれに伴う高次脳機能の調節，から構成される．2)，3) を実施するためには1) の結果が必要となるが，計画通り，平成27年度に，キヌレン酸産生を抑制する作用部位と有効なアミノ酸を明らかにすることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
1. キヌレン酸産生を亢進する因子を解明するために，疾病モデル動物における代謝動態の解析を行う．トリプトファン代謝変動が報告されている肝障害および腎障害モデル動物を用いて，末梢キヌレニン合成，脳キヌレン酸産生の変動とその作用機序を明らかにする．さらに，本研究で見出したLATの基質となるアミノ酸が疾病によるキヌレン酸産生を抑制するか，明らかにする．
2. キヌレン酸産生抑制作用をもつアミノ酸を高濃度に含む食餌をマウスに与え，行動実験により高次脳機能の低下に対する影響を評価する．
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| Causes of Carryover |
想定していた機器類の維持管理に係る費用が発生しなかった．計画よりも少ない飼育員で動物実験を実施することができたため，人件費に係る費用が少額になった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額が発生したため，より詳細な研究を実施することが可能となった．実験に要する物品費および人件費に次年度使用額を充てる予定である．
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