The impact of ketone body metabolic flow on epigenomic modifications, cellular function, and the development of metabolic diseases.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11624
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: UEBANSO Takashi 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (10581829)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 章 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (90304047)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ケトン体 / 代謝 / 栄養

Outline of Final Research Achievements

We investigated the effects of ketone body metabolic flow on epigenomic modifications, cellular function, and the development of metabolic diseases. In cellular experiments, we found that the ketone synthesis pathway additionally increased mRNA expression of ketone body metabolism-related genes together with the presence of ketone bodies. Furthermore, ketone body metabolism-related enzyme deficient mice showed altered protein acetylation modifications in the liver and kidney. In addition, administration of a high-fat, high-sucrose diet to these deficient mice resulted in impaired glucose tolerance compared to wild-type mice. These results indicate that changes in the flow of ketone body metabolism cause changes in protein acetylation and cellular function.

Free Research Field

栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって、細胞内で産生されるケトン体と細胞外から細胞内へ取り込まれるケトン体とでは、同じケトン体であっても細胞機能へ及ぼす影響が異なること、ケトン体代謝酵素の機能欠損がタンパク質修飾を調節することである。これらのことから、ケトン体の産生や代謝などによるケトン体代謝の流れの変化を介した細胞機能調節機構が存在することが明らかとなった。近年、ケトン体産生を促す食事の摂取が、腎機能障害や高血圧などの抑制に働くことや寿命を延伸する作用が示されており、ケトン体代謝の流れによる細胞機能制御機構の解明は疾病予防の新たな標的となる可能性がある。