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2015 Fiscal Year Research-status Report

カルノシンによる亜鉛神経細胞死保護機構:脳血管性認知症治療薬開発の為の基盤研究

Research Project

Project/Area Number 26460177
Research InstitutionMusashino University

Principal Investigator

川原 正博  武蔵野大学, 薬学研究所, 教授 (40224828)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水野 大  山形大学, 医学部, 准教授 (70380061)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords神経細胞死 / 小胞体ストレス / カルシウム / 運動能力 / アポトーシス / HPLC
Outline of Annual Research Achievements

カルノシンによる亜鉛(Zn)神経細胞死保護メカニズムについて、亜鉛感受性蛍光色素やRT-PCRを用いて検討した結果、カルノシンは亜鉛の細胞内流入を抑制するのではなく、小胞体ストレス経路を介して抑制していることが判明した。この結果は、カルノシンがCu、Mn、Cdなど他の金属による神経細胞死に対しては抑制しないことからも裏付けられる。さらに、カルノシン及びそのアナログであるアンセリン(1-methyl carnosine)筋肉中に豊富に存在していることが報告されているため、その定量分析系を開発を試みたが、カルノシン類は親水性が高く、通常のODS系固定相では分離できないため、カーボンカラムを用いてHPLCにより分離定量を行う、簡便な定量分析系を開発した。この系を用いて、鶏肉、豚肉、魚肉など様々な食品中のカルノシン類の定量を行った結果、その量およびアンセリンとの比率は動物種によって大きく異なることが判明した。また、カルノシンは運動機能とも関連することが報告されているため、競争馬(サラブレッド)筋肉中のカルノシンの定量分析を行った。その結果、競争馬筋肉中にはカルノシンのみが存在し、アンセリンは存在せず、また胸鎖乳突筋に高濃度で存在するが咬筋にはその約3分の1しか存在しないなど筋肉種によって大きく差があることが判明した。筋肉種中の筋繊維の比率を考慮すると、カルノシン含量と筋繊維型(TypeⅡa)とに関連があることが示唆された。これらの結果は、カルノシンの生理機能解明及びサプリメント開発に有用であると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、共同研究者の異動などもあったが、予定していた小胞体ストレス経路の解明及び定量法の確立が可能となり、当初の計画通りに進行している。結果として本年度は英文査読誌4報、学会発表5回の業績を上げることが出来た。

Strategy for Future Research Activity

予備実験の結果、Znによる神経細胞死が他の金属イオンによって影響されることが明らかになっており、これまでにAlイオンがZnによる神経細胞死を抑制することを明らかにしている。そこで、この結果をさらに詳細に他の金属イオンについても検討し、そのメカニズム及びカルノシンの関与について明らかにする。
また、カルノシンの抗クロスリンク作用について、ゲルろ過HPLCを用いて予備的に検討しており、アルツハイマー病βアミロイド蛋白、プリオン蛋白など疾患関連タンパクを用いてその作用を明らかにする。

Causes of Carryover

発注した試薬が国内在庫がなかったため、海外取り寄せとなり年度内に納品が不可能であった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

既に試薬は納品済みであり、今後は早期の発注を心がけるつもりである。

  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 微量元素の生体機能と疾患-アルミニウムと神経疾患2016

    • Author(s)
      川原正博
    • Journal Title

      日本臨床

      Volume: 74 Pages: 1176-1185

  • [Journal Article] Protective activity of carnosine and anserine against zinc-induced neurotoxicity: a possible treatment for vascular dementia2015

    • Author(s)
      Mizuno D, Konoha-Mizuno D, Mori M, Sadakane Y, Koyama H, Ohkawara S, Kawahara M
    • Journal Title

      Metallomics

      Volume: 7 Pages: 1233-9

    • DOI

      10.1039/c5mt00049a (2015)

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Carnosine concentration in the muscle of thoroughbred horses and its implications in exercise performance2015

    • Author(s)
      M.Mori, D.Mizuno, K.Konoha-Mizuno, Y.Sadakane, M.Kawahara
    • Journal Title

      Trace Nutrients Research

      Volume: 32 Pages: 49-53

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Quantitative analysis of carnosine and anserine in foods by performing high performance liquid chromatography2015

    • Author(s)
      Mori, D. Mizuno, K. Konoha-Mizuno, Y. Sadakane, M. Kawahara
    • Journal Title

      Biomedical Research on Trace Elements

      Volume: 26 Pages: 49-53

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Quantification of horse plasma proteins altered by xylazine using the fluorogenic derivatization-liquid chromatography-tandem mass spectrometry2015

    • Author(s)
      4.M.Mori, T. Ichibangase, S. Yamashita, I.Kijima-Suda, M. Kawahara, K.Imai
    • Journal Title

      J. Equine Sci.

      Volume: 26 Pages: 141-146

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 筋肉中カルノシンおよびアンセリンの順相HPLCによる定量分析2015

    • Author(s)
      森 美和子、水野 大、水野-木葉敬子、定金 豊、川原正博
    • Organizer
      新アミノ酸分析研究会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      2015-12-07 – 2015-12-07
  • [Presentation] カルノシンおよびアンセリンのHPLCによる定量分析およびその神経保護作用機構の解析2015

    • Author(s)
      森美和子、水野大、定金豊、川原正博
    • Organizer
      第28回バイオメディカル分析化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎)
    • Year and Date
      2015-08-21 – 2015-08-22
  • [Presentation] カルノシンによる神経細胞保護メカニズムの解析2015

    • Author(s)
      川原正博、水野大
    • Organizer
      日本微量元素学会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2015-07-04 – 2015-07-05
  • [Presentation] Molecular Mechanism of Neuroprotective activity by Carnosine and Anserine2015

    • Author(s)
      Mizuno D, Mori M, Asakawa N, Murohisa K, Yamamoto R, and Kawahara M
    • Organizer
      第25回金属の関与する生体関連反応シンポジウム(SRM2015)
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎)
    • Year and Date
      2015-05-30 – 2015-05-31
  • [Presentation] カルノシンの神経保護作用及び筋肉中含量の解析2015

    • Author(s)
      森美和子、木葉―水野敬子、水野大、定金豊、川原正博
    • Organizer
      第32回日本微量栄養素学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2015-05-30 – 2015-05-30
  • [Book] Aluminum Neurotoxicity: From Subtle Molecular Lesions to Neurological Diseases2016

    • Author(s)
      Kawahara M
    • Total Pages
      111-142
    • Publisher
      Nova publication

URL: 

Published: 2017-01-06  

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