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イソロイシンの食事制限は遺伝的に異質なマウスの健康寿命と寿命を延長させる

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論文|第35巻第11号、p1976-1995.e6、2023年11月07日

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イソロイシンの食事制限は遺伝的に異質なマウスの健康寿命と寿命を延長させる

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00374-1




カラ・L・グリーン
ミカエラ・E・トラウトマン
クリッティサック・チャイヤクン
チョルスン・ジャン
ジュディス・シムコックス
ダドリー・W・ラミング 15
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脚注を表示するDOI:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.10.005

ハイライト

イソロイシン制限(IleR)は男女ともに代謝の健康を改善する

IleRは性・年齢依存的に肝代謝を再プログラムする

IleRは虚弱を減少させ、寿命を延長させるが、男性の寿命により強い影響を及ぼす。

6ヵ月から開始したアミノ酸制限は健康寿命を延長するが、寿命は延長しない。
まとめ
低タンパク食は多様な生物種において健康と長寿を促進する。分岐鎖アミノ酸(BCAA)であるロイシン、イソロイシン、バリンを制限すると、若いC57BL/6Jマウスにおいてこれらの利点の多くが再現された。C57BL/6J雄において、食事性イソロイシンの制限(IleR)は代謝の健康を促進するのに十分であり、低タンパク食の多くの利点に必要である。ここでは、遺伝的に異種の成体UM-HET3マウスにおいて、IleRが健康な老化を促進するという仮説を検証する。その結果、IleRは老いも若きもHET3マウスの代謝を改善し、痩せと血糖コントロールを男女ともに促進し、性特異的に肝代謝を再プログラムすることがわかった。IleRは雌雄のマウスの虚弱を軽減し、寿命を延長するが、雄の方がより高い程度である。この結果は、IleRが遺伝的に多様なマウスにおいて健康寿命と長寿を増加させることを示しており、IleR、あるいはこの効果を模倣した医薬品が、老齢者保護介入としての可能性があることを示唆している。
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キーワード
イソロイシン
寿命
虚弱
マウス
分岐鎖アミノ酸
老化
代謝の健康
タンパク質制限
栄養介入
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吉田慎一郎
山原和彦
久米 聡
高野大輔
安田・山原
武田直樹
大沢直樹
チン・カナサキ
足立康史
長尾和彦
ほか
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https://doi.org/10.1186/2193-1801-3-735
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スコープス (56)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
ミラー R.A.
ハリソン D.E.
アストルC.M.
フェルナンデス E.
フルキー K.
ハン M.
ジャバース M.A.
リー X.
ナドン N.L.
ネルソンJ.F.

ラパマイシンを介したマウスの寿命延長は、用量および性別に依存し、食事制限とは代謝的に異なる。
Aging Cell. 2014; 13: 468-477
https://doi.org/10.1111/acel.12194
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スコープス (416)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
セルマンC.
リンガード S.
チョードリー A.I.
バタラム R.L.
クラレット M.
クレメンツ M.
ラマダーニ F.
オッケンハウグ K.
シュスター E.
ブラン E.
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インスリン受容体基質1欠損マウスにおける寿命延長と加齢関連バイオマーカーの遅延の証拠。
2008; 22: 807-818
https://doi.org/10.1096/fj.07-9261com
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スコープス (425)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ラミング D.W.
イェ・エル
カタジストP.
ゴンカルベス M.D.
齊藤正明
スティーブンス D.M.
デイビス J.G.
サーモン A.B.
リチャードソン A.
アヒマ R.S.

ラパマイシン誘導性インスリン抵抗性はmTORC2の欠損によって媒介され、長寿とは無関係である。
Science. 2012; 335: 1638-1643
https://doi.org/10.1126/science.1215135
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スコープス (930)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
ホッホムートL.
ケルナーC.
オットF.
ヴォルケD.
コカン K.B.
ジュバン P.
ブロッシュ M.
ホフマン U.
ホフマン R.
ロズマンD.

マウス初代肝細胞における代謝の性依存的動態。
Arch. Toxicol. 2021; 95: 3001-3013
https://doi.org/10.1007/s00204-021-03118-9
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スコープス (4)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ヤップ Y.W.
ルスー P.M.
チャン A.Y.
ファム B.C.
ユングマン A.
ソロン=ビエット S.M.
バーロウ C.K.
クリーク D.J.
ホアン C.
シッテンヘルムR.B.
ら。
必須アミノ酸の制限は、食事タンパク質希釈に対する全身代謝応答を規定する。
Nat. Commun. 2020; 11: 2894
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16568-z
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スコープス (53)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
スパダーロ O.
ユーム Y.
シュチュキナ I.
リュウ S.
シドロフ S.
Ravussin A.
グエン K.
アラディエワ E.
プレデウス A.N.
スミス S.R.
ら。
ヒトにおけるカロリー制限は、健康寿命の免疫代謝制御因子を明らかにした。
Science. 2022; 375: 671-677
https://doi.org/10.1126/science.abg7292
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スコープス (75)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
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カロリー制限はインフルエンザ一次感染に対する老化マウスの生存率を低下させる。
J. Gerontol. A Biol. Sci. 2005年; 60: 688-694
https://doi.org/10.1093/gerona/60.6.688
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スコープス (116)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ゲラーB.J.
ブルームJ.E.
リムE.W.
ハンドズリック M.K.
ハンナ・フォン E.H.
コウ A.C.
カンナ S.
ゲラー M.E.
ベンダー E.L.
アレクサンダー M.S.

マウスとヒトの骨格筋幹細胞および前駆細胞の機能には、細胞外セリンとグリシンが必要である。
Mol. Metab. 2021; 43101106
https://doi.org/10.1016/j.molmet.2020.101106
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スコープス (22)
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グーグル奨学生
ハム D.J.
ベルシュ A.
チョイノフスカK.
リン S.
ロイヒトマン A.B.
ハム A.S.
テュルカウフ M.
デレジー J.
フラー R.
Burri D.
他。
加齢骨格筋におけるカロリー制限とラパマイシンの異なる相加的効果。
Nat. Commun. 2022; 13: 2025
https://doi.org/10.1038/s41467-022-29714-6
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スコープス (16)
クロスリファレンス
グーグル奨学生
フルキー K.
カーラーJ.
ハリソンD.
老化研究におけるマウス。
in: Fox J.G. Barthold S. Davisson M. Newcomer C.E. Quimby F.W. Smith A. The Mouse in Biomedical Research. 第2版。American College Laboratory Animal Medicine, 2007: 637-672
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Scopus (601)
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ヒル C.M.
レーガーT.
アルバラード D.C.
マクドゥーガル D.H.
ベルサウドH.R.
ミュンツバーグH.
モリソンC.D.
低タンパク質誘導性FGF21増加はUCP1依存的代謝を促進するが、体温調節エンドポイントは促進しない。
Sci. Rep. 2017; 7: 8209
https://doi.org/10.1038/s41598-017-07498-w
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スコープス (59)
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クロス
グーグル奨学生
Zhou Z.
ヨン・トーS.
チェン Z.
Guo K.
Ng C.P.
Ponniah S.
リン S.-C.
Hong W.
Li P.
シデア欠損マウスは痩せ型の表現型を持ち、肥満に抵抗性である。
Nat. Genet. 2003; 35: 49-56
https://doi.org/10.1038/ng1225
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日本学術振興会特別研究員
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クロス
グーグル奨学生
グメッソンA.
イェルノースM.
スヴェンソンP.A.
ラーション I.
グラッド C.A.M.
シェレ E.
グリペテグ L.
シェホルム K.
リスティグ T.C.
シェストレムL.
他。
脂肪組織CIDEA遺伝子発現と基礎代謝量、エネルギー制限、肥満との関係:集団ベースおよび食事介入研究。
J. Clin. Endocrinol. Metab. 2007; 92: 4759-4765
https://doi.org/10.1210/jc.2007-1136
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スコパス (74)
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クロス
グーグル奨学生
ミッチェル S.E.
デルヴィルC.
コンスタントペドスP.
デラス D.
グリーンC.L.
ワン Y.
ハン J.D.J.
プロミスロー D.E.L.
ダグラス A.
チェン・L.

段階的カロリー制限の効果: V.C57BL/6マウスにおける短期間のカロリーおよびタンパク質制限が身体活動に及ぼす影響。
Oncotarget. 2016; 7: 19147-19170
https://doi.org/10.18632/oncotarget.8158
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スコープス (31)
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クロス
グーグル奨学生
マイダ A.
チャン・J.S.K.
Sjøberg K.A.
ゾタ A.
シュモール D.
キエンス B.
ヘルツィグ S.
ローズ A.J.
分岐鎖アミノ酸の補充はmTORC1シグナル伝達を逆転させるが、食事性タンパク質希釈時の代謝は改善しない。
Mol. Metab. 2017; 6: 873-881
https://doi.org/10.1016/j.molmet.2017.06.009
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スコープス (46)
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マイダ A.
ゾタ A.
シヨベリ K.A.
シューマッハ J.
Sijmonsma T.P.
ファイニンガー A.
クリステンセン M.M.
ガント T.
フールマイスター J.
Rothermel U.
他。
肝ストレス-内分泌ネクサスは、食事性タンパク質希釈時の代謝の完全性を促進する。
J. Clin. Invest. 2016; 126: 3263-3278
https://doi.org/10.1172/JCI85946
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スコープス (120)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ワリJ.A.
ミルナー A.J.
ルク A.W.S.
プルピテルT.J.
ドジソン T.
フェイシー H.J.W.
ワール D.
ケベデ M.A.
シニア A.M.
サリバンM.A.
ほか
代謝の健康に対する食事の炭水化物の種類とタンパク質と炭水化物の相互作用の影響。
Nat. Metab. 2021; 3: 810-828
https://doi.org/10.1038/s42255-021-00393-9
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スコープス (34)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
マッカーサー M.R.
ミッチェル S.J.
チャダイデ K.S.
トレヴィーニョ・ビジャレアル J.H.
ユング J.
カラフト K.C.
レイノルズ J.S.
マン C.G.
トローチャ K.M.
タオ M.
他。
食事タンパク質の滴定をマルチオミクスで評価した結果、肝グルコース利用が変化していることが明らかになった。
Cell Rep.
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111187
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スコープ (2)
要旨
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グーグル・スカラー
パク H.H.
カミングス N.E.
グリーンC.L.
ブリンクマン J.A.
ユー D.
トマシェヴィッチ J.L.
ヤン S.E.
ボイル C.
コノン E.N.
オン I.M.
ラミングD.W.
低アミノ酸食に対する代謝反応は、食事誘発性の腸内細菌叢組成の変化とは無関係である。
Sci. Rep. 2019; 9: 67
https://doi.org/10.1038/s41598-018-37177-3
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スコープス (15)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ニーナスト M.D.
ジャン C.
ホイ S.
ムラシゲ D.S.
チュー Q.
モルシャー R.J.
リー X.
Zhan L.
ホワイト E.
Anthony T.G.

分岐鎖アミノ酸の全身代謝運命の定量的解析。
Cell Metab. 2019; 29: 417-429.e4
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.10.013
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スコープス (244)
PubMed
要旨
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グーグル奨学生
ハンドズリック M.K.
ゲンガタラン J.M.
フリッツィ K.E.
マクレガー G.H.
マルティーノ C.
ラーマン G.
ゴンザレス A.
モレノ A.M.
グリーン C.R.
ガーンジー L.S.

インスリン制御によるセリンと脂質の代謝が末梢神経障害を引き起こす。
Nature. 2023; 614: 118-124
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05637-6
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スコープス (20)
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グーグル奨学生
カルシェワ Y.
ケスラーT.
ストラスバーガーK.
マークグラフD.
マストロトタロL.
イェレニック T.
シモン M.C.
ペスタ D.
ザハリア O.P.
ボディスK.

分岐鎖アミノ酸の短期的な食事減少は、食事誘発性インスリン分泌を減少させ、2型糖尿病におけるマイクロバイオーム組成を変更する:無作為化対照クロスオーバー試験。
Am. J. Clin. Nutr. 2019; 110: 1098-1107
https://doi.org/10.1093/ajcn/nqz191
論文で見る
スコープス (104)
PubMed
要旨
全文
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グーグル奨学生
ラムザンI.
テイラー M.
フィリップスB.
ウィルキンソン D.
スミス K.
ヘセッション K.
イドリス I.
アサートンP。
新規の食事介入は50%によって循環分岐鎖アミノ酸を減らす:肥満や糖尿病との関連性のパイロット研究。
栄養素。2020; 1395
https://doi.org/10.3390/nu13010095
記事で見る
スコープ (15)
クロスリファレンス
グーグル奨学生
Yousefzadeh M.J.
Zhao J.
ブカタ C.
ウェイド E.A.
マクガワン S.J.
アンジェリーニ L.A.
バンク M.P.
グルカー A.U.
マクガッキアンC.A.
カルバグM.F.
ほか
マウスの生理的老化および加速老化における老化細胞蓄積の組織特異性。
Aging Cell. 2020; 19e13094
https://doi.org/10.1111/acel.13094
論文で見る
スコープス (128)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ボンザノ S.
クリッシI.
ポドレスニー・ドラビニオクA.
ロランド C.
クレツェル W.
シュトゥーダー M.
デ・マルキス S.
成体マウス海馬神経発生ニッチにおけるニューロン-アストログリア細胞運命決定は、in vivoでCOUP-TFIによって細胞内制御されている。
Cell Rep. 2018; 24: 329-341
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.06.044
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スコープス (33)
PubMed
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全文
全文PDF
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グーグル奨学生
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山本幹男
Xia J.
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論文で見る
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グーグル奨学生
カッサンバラ A.
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2020 (Rパッケージバージョン1.0.7)
論文で見る
グーグル・スカラー
Molenaar M.R.
Jeucken A.
ワッセナー T.A.
ファン・デ・レストC.H.A.
ブルワーズ J.F.
ヘルムス J.B.
LION/web:リピドミクスデータ解析のためのウェブベースのオントロジー強化ツール。
GigaScience. 2019; 8giz061
https://doi.org/10.1093/gigascience/giz061
論文で見る
スコープス (91)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
リッチー M.E.
フィプソンB.
ウー D.
フー Y.
Law C.W.
Shi W.
Smyth G.K.
limma powers differential expression analyses for RNA-sequencing and microarray studies.
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スコープス (18270)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ケルメルJ.P.
リーX.
ストウ S.M.
サルテイン M.J.
ムラリ A.
ケンパーマン R.
津川秀樹
高橋正樹
バシリウ V.
ボウデンJ.A.

Lipid annotator:迅速で使いやすいソフトウェアを用いた非標的液体クロマトグラフィー高分解能タンデム質量分析(LC-HRMS/MS)リピドミクスにおける正確なアノテーションに向けて。
Metabolites. 2020; 10101
https://doi.org/10.3390/metabo10030101
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スコープ (48)
クロスリファレンス
グーグル奨学生
Gu Z.
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Schlesner M.
複雑なヒートマップは多次元ゲノムデータのパターンと相関を明らかにする。
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論文で見る
スコープス(3745)
PubMed
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グーグル奨学生
グー Z.
複雑なヒートマップの可視化。
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https://doi.org/10.1002/imt2.43
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スコープス (74)
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ベラントゥオーノ I.
デ・カボR.
エニンガーD.
ディ・ジャーマニオC.
ローリー A.
ミラー J.
ミッチェル S.J.
ナバス-エナモラドI.
ポッター P.K.
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スコープス (53)
パブコメ
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ヤン S.E.
ミラー B.R.
ウィシンスキー J.A.
シャーマン D.S.
ブリンクマンJ.A.
トマシェヴィッチ J.L.
カミングス N.E.
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クラインズ V.L.
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短期メチオニン欠乏は、性的二型性、mTORC1非依存的メカニズムを介して代謝の健康を改善する。
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グーグル奨学生
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アルトマンH.M.
ブッシュマン W.
マーカー P.C.
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スコープス (25)
クロス
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リッター K.E.
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重複尿斑を含むげっ歯類の排尿機能を迅速かつ客観的に定量化するためのボイドスポットアッセイ手順の最適化とソフトウェア。
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ウィリアムズ E.M.
カスザ I.
コノン E.N.
シェイド M.D.
シュミット B.A.
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グーグル奨学生
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グーグル奨学生
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PubMed
クロス
グーグル奨学生
論文情報
出版履歴
出版 2023年11月7日
受理 受理:2023年10月11日
改訂版受理 2023年9月1日
受理:2023年9月1日 受理日:2023年5月30日
識別
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.10.005

著作権
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