当研究室では、食品の1次・2次・3次機能を分子レベルで解き明かすことを目指しています。
各種のオミックス解析手法などを用いて以下のテーマに取り組んでいます。
- ヒトの感覚器における食情報の受容とその生理作用を解き明かす研究
- 食機能性研究
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これまでの研究内容
- 水チャネル アクアポリンの普遍的または消化管特異的生理機能の研究
アクアポリンは水やグリセロール・尿素などの小分子を透過するチャネルです。腎臓の水再吸収を担うチャネルとして知られる一方、消化管においてもアクアポリンが複数種発現していることは報告がありましたが、その機能は未詳の点が多い状況でした。小腸におけるアクアポリンの生理機能解明を進め、腸管防御機構への関与を示唆しました。また、機能未知の細胞内局在型アクアポリンAqp11についてトランスクリプトーム解析を用いた検証を進め、その生理的役割の一端を明らかにしました。
Okada, S., Misaka, T., Matsumoto, I., Watanabe, H., and Abe, K., Aquaporin-9 is expressed in a mucus-secreting goblet cell subset in the small intestine., FEBS Lett., 540, 157-162, 2003
Okada, S., Misaka, T., Tanaka, Y., Matsumoto, I., Ishibashi, K., Sasaki, S., and Abe, K., Aquaporin-11 knockout mice and polycystic kidney disease animals share a common mechanism of cyst formation., FASEB J., 22, 3672-3684, 2008
- 味覚受容機構・味覚情報伝達処理機構の研究
食品成分の味覚を介した生体への作用（食品の2次機能）に興味を持ち、研究を行ってきました。味覚システムの一端を解明するため、げっ歯類モデルに対して様々な利点を持つ小型魚（メダカやゼブラフィッシュ）をモデルとして用いることを発想し、解析を行ってきました。小型モデル魚の味覚システムの分子細胞生物学的解明を進め、基盤的知見を集積すること、味覚応答の行動生理学的解析手法を開発すること、という基盤的な研究を経て、味覚情報伝達・処理を担う神経回路の一端の解明、味蕾発生分化様式の解明に応用しました。味覚受容体の機能解析、栄養素欠乏による味覚障害の作用機序解析、味覚関連分子発現解析ツールの開発、味覚修飾タンパク質の分子進化論的解析、ガン治療における味覚障害の解析などの研究も行いました。
Ishimaru, Y.*, Okada, S.*, Naito, H., Nagai, T., Yasuoka, A., Matsumoto, I., and Abe, K. (*equally contributed), Two families of candidate taste receptors in fishes., Mech. Dev., 122, 1310-1321, 2005
Oike, H., Nagai, T., Furuyama, A., Okada, S., Aihara, Y., Ishimaru, Y., Marui, T., Matsumoto, I., Misaka, T., and Abe, K., Characterization of ligands for fish taste receptors., J. Neurosci., 27, 5584-5592, 2007
Yoshida, Y., Saitoh, K., Aihara, Y., Okada, S., Misaka, T., and Abe, K., Transient receptor potential channel M5 and phospholipaseC-beta2 colocalizing in zebrafish taste receptor cells., Neuroreport, 18, 1517-1520, 2007
Ohmoto, M., Okada, S., Nakamura, S., Abe, K., and Matsumoto, I., Mutually exclusive expression of Galphaia and Galpha14 reveals diversification of taste receptor cells in zebrafish., J. Comp. Neurol., 519, 1616-1629, 2011
Ieki, T., Okada, S., Aihara, Y., Ohmoto, M., Abe, K., Yasuoka, A., and Misaka, T., Transgenic labeling of higher-order neuronal circuits linked to phospholipase C-beta2-expressing taste bud cells in medaka fish., J. Comp. Neurol., 521, 1781-1802, 2013
Soulika, M., Kaushik, A. L., Mathieu, B., Lourenco, R., Komisarczuk, A. Z., Romano, S. A., Jouary, A., Lardennois, A., Tissot, N., Okada, S., Abe, K., Becker, T. S., and Kapsimali, M., Diversity in cell motility reveals the dynamic nature of the formation of zebrafish taste sensory organs., Development, 143, 2012-2024, 2016
Imada, T., Misaka, T., Fujiwara, S., Okada, S., Fukuda, Y., and Abe, K., Amiloride reduces the sweet taste intensity by inhibiting the human sweet taste receptor., Biochem. Biophys. Res. Commun., 397, 220-225, 2010
Ueno, Y., Sakurai, T., Okada, S., Abe, K., and Misaka, T., Human bitter taste receptors hTAS2R8 and hTAS2R39 with differential functions to recognize bitter peptides., Biosci. Biotechnol. Biochem., 75, 1188-1190, 2011
Toda, Y., Okada, S., and Misaka, T., Establishment of a new cell-based assay to measure the activity of sweeteners in fluorescent food extracts., J. Agric. Food Chem., 59, 12131-12138, 2011
Fujiwara, S., Imada, T., Nakagita, T., Okada, S., Nammoku, T., Abe, K., and Misaka, T., Sweeteners interacting with the transmembrane domain of the human sweet-taste receptor induce sweet-taste synergisms in binary mixtures., Food Chem., 130, 561-568, 2012
Ishii, S., Kurokawa, A., Kishi, M., Yamagami, K., Okada, S., Ishimaru, Y., and Misaka, T., The response of PKD1L3 / PKD2L1 to acid stimuli is inhibited by capsaicin and its pungent analogs., FEBS J., 279, 1857-1870, 2012
Ishii, S., Kishi, M., Yamagami, K., Okada, S., Abe, K., and Misaka, T., The use of Mammalian cultured cells loaded with a fluorescent dye shows specific membrane penetration of undissociated acetic Acid., Biosci. Biotechnol. Biochem., 76, 523-529, 2012
Toda, Y., Nakagita, T., Hayakawa, T., Okada, S., Narukawa, M., Imai, H., Ishimaru, Y., and Misaka, T., Two distinct determinants of ligand specificity in T1R1/T1R3 (the umami taste receptor)., J. Biol. Chem., 288, 36863-36877, 2013
Okada, S., Abuyama, M., Yamamoto, R., Kondo, T., Narukawa, M., and Misaka, T., Dietary zinc status reversibly alters both the feeding behaviors of the rats and gene expression patterns in diencephalon., Biofactors, 38, 203-218, 2012
Maeda, N., Kawakami, S., Ohmoto, M., Coutre, J. L., Vinyes-Pares, G., Arigoni, F., Okada, S., Abe, K., Aizawa, H., and Misaka, T., Differential expression analysis throughout the weaning period in the mouse cerebral cortex., Biochem. Biophys. Res. Commun., 431, 437-443, 2013
Yoshimoto, J., Okada, S., Kishi, M., and Misaka, T., Ulex europaeus agglutinin-1 is a reliable taste bud marker for in situ hybridization analyses., J. Histochem. Cytochem., 64, 205-215, 2016
Okubo, S., Terauchi, K., Okada, S., Saito, Y., Yamaura, T., Misaka, T., Nakajima, K., Abe, K., and Asakura, T., De novo transcriptome analysis and comparative expression profiling of genes associated with the taste-modifying protein neoculin in Curculigo latifolia and Curculigo capitulata fruits., BMC Genomics, 22, 347, 2021
Yamashita, H., Nakamura, N., Abe, K., Asakage, T., Ohmoto, M., Okada, S., Matsumoto, I., Hosoi, M., Sasano, N., Yamakawa, S., Ohtomo, K., and Nakagawa, K., Relation between acute & late irradiation impairment of four basic tastes and irradiated tongue volume in patients with head and neck cancer., Int. J. Rad. Oncol. Biol. Phys., 66, 1422-1429, 2006
Nishihara, H., Toda, Y., Kuramoto, T., Kamohara, K., Goto, A., Hoshino, K., Okada, S., Kuraku, S., Okabe, M., and Ishimaru., Y., A vertebrate-wide catalogue of T1R receptors reveals diversity in taste perception., Nat. Ecol. Evol., 8, 111-120, 2024
- オミクス解析・バイオインフォマティクスを用いた食品機能発現機構の研究
食品成分は生体に作用し、ゆるやかに生体調節機能を発揮します。この生体調節機能を明確に示すため、網羅的かつ鋭敏なトランスクリプトミクス解析などのオミックス手法を適用して研究を行ってきました。遺伝子発現プロファイルの変化から機能性とその作用機序を推測し、実証してきました。企業と多数の産学連携研究を実施し、各社の持つ機能性食品シーズのスクリーニング、作用機序解析に貢献しました。また、食品機能性に関する2つの大型プロジェクト農研機構「機能性を持つ農林水産物・食品プロジェクト」、内閣府・戦略的イノベーション創造プログラムSIP（次世代農林水産創造技術）に参画しました。
Narita, Y., Nomura, J., Ohta, S., Inoh, Y., Suzuki, K., Araki, Y., Okada, S., Matsumoto, I., Isohama, Y., Abe, K., Miyata T., and Mishima, S., Royal jelly stimulates bone formation: Physiologic and nutrigenomic studies with mice and cell lines., Biosci. Biotechnol. Biochem., 70, 2508-2514, 2006
Honda, S., Aoki, F., Tanaka, H., Kishida, H., Nishiyama, T., Okada, S., Matsumoto, I., Abe, K., and Mae, T., Effects of ingested turmeric oleoresin on glucose and lipid metabolisms in obese diabetic mice: a DNA microarray study., J. Agric. Food Chem., 54, 9055-9062, 2006
Nakamura, A., Fujiwara, S., Ishijima, T., Okada, S., Nakai, Y., Matsumoto, I., Misaka, T., and Abe, K., Neuron differentiation-related genes are up-regulated in the hypothalamus of odorant-inhaling rats subjected to acute restraint stress., J. Agric. Food Chem., 58, 7922-7929, 2010
Izuchi, R., Nakai, Y., Takahashi, H., Ushiama, S., Okada, S., Misaka, T., and Abe, K., Hepatic gene expression of the insulin signaling pathway is altered by administration of persimmon peel extract: a DNA microarray study using type 2 diabetic goto-kakizaki rats., J. Agric. Food Chem., 59, 3320-3329, 2011
Nakai, Y., Sato, B., Ushiama, S., Okada, S., Abe, K., and Arai, S., Hepatic oxidoreduction-related genes are upregulated by administration of hydrogen-saturated drinking water., Biosci. Biotechnol. Biochem., 75, 774-776, 2011
Suyama, T., Okada, S., Ishijima, T., Iida, K., Abe, K., and Nakai, Y., High phosphorus diet-induced changes in NaPi-IIb phosphate transporter expression in the rat kidney: DNA microarray analysis., PLoS ONE, 7, e29483, 2012
Okada, S., Abuyama, M., Yamamoto, R., Kondo, T., Narukawa, M., and Misaka, T., Dietary zinc status reversibly alters both the feeding behaviors of the rats and gene expression patterns in diencephalon., Biofactors, 38, 203-218, 2012
Kobayashi, S., Katsuyama, S., Wagatsuma, T., Okada, S., and Tanabe, S., Identification of a new IgE-binding epitope of peanut oleosin that cross-reacts with buckwheat., Biosci. Biotechnol. Biochem., 76, 1182-1188, 2012
Kamei, A., Watanabe, Y., Kondo, K., Okada, S., Shinozaki, F., Ishijima, T., Nakai, Y., Kondo, T., Arai, S., and Abe, K., Influence of a short-term iron-deficient diet on hepatic gene expression profiles in rats., PLoS One, 8, e65732, 2013
Izuchi, R., Ishijima, T., Okada, S., Abe, K., and Nakai, Y., Hepatic fatty acid biosynthesis in KK-Ay mice is modulated by administration of persimmon peel extract: A DNA microarray study., Food Sci. Nutr., 6, 1657-1663, 2018
Shimazu, K., Fukumitsu, S., Ishijima, T., Toyoda, T., Nakai, Y., Abe, K., Aida, K., Okada, S.*, and Hino, A., The anti-arthritis effect of olive-derived maslinic acid in mice is due to its promotion of tissue formation and its anti-inflammatory effects., Mol. Nutr. Food Res., 63, e1800543, 2019
Toyoda, T., Kamei, A., Ishijima, T., Abe, K., and Okada, S.*, A maple syrup extract alters lipid metabolism in obese type 2 diabetic model mice., Nutr. Metab., 16, 84, 2019
Toyoda, T., Iida, K., Ishijima, T., Abe, K., Okada, S.*, and Nakai, Y., A maple syrup extract alleviates liver injury in type 2 diabetic model mice., Nutr. Res., 73, 93-101, 2020
Kawakami, S., Ito, R., Maruki-Uchida, H., Kamei, A., Yasuoka, A., Toyoda, T., Ishijima, T., Nishimura, E., Morita, M., Sai, M., Abe, K., and Okada, S., Intake of a Mixture of Sake Cake and Rice Malt Increases Mucin Levels and Changes in Intestinal Microbiota in Mice., Nutrients, 12, E449, 2020
Abe, A., Tanaka, M., Yasuoka, A., Saito, Y., Okada, S., Mishina, M., Abe, K., Kimura, K., and Asakura, T., Changes in Whole-Blood microRNA Profiles during the Onset and Treatment Process of Cerebral Infarction: A Human Study., Int. J. Mol. Sci., 21, 3107, 2020
Ichinose, T., Murasawa, H., Ishijima, T., Okada, S., Abe, K., Matsumoto, S., Matsui, T., and Furuya, S., Tyr-Trp administration facilitates brain norepinephrine metabolism and ameliorates a short-term memory deficit in a mouse model of Alzheimer’s disease., PLoS One, 15, e0232233, 2020
Takagi, T., Hayashi, R., Nakai, Y., Okada, S., Miyashita, R., Yamada, M., Mihara, Y., Mizushima, K., Morita, M., Uchiyama, K., Naito, Y., and Itoh, Y., Dietary Intake of Carotenoid-Rich Vegetables Reduces Visceral Adiposity in Obese Japanese men-A Randomized, Double-Blind Trial., Nutrients, 12, E2342, 2020
Takase, T., Toyoda, T., Kobayashi, N., Inoue, T., Ishijima, T., Abe, K., Kinoshita, H., Tsuchiya, Y., and Okada, S.*, Dietary iso-α-acids prevent acetaldehyde-induced liver injury through Nrf2-mediated gene expression., PLoS One, 16, e0246327, 2021
Hamano, M., Ichinose, T., Yasuda, T., Ishijima, T., Okada, S., Abe, K., Tashiro, K., and Furuya, S., Bioinformatics Analysis of the Molecular Networks Associated with the Amelioration of Aberrant Gene Expression by a Tyr–Trp Dipeptide in Brains Treated with the Amyloid-β Peptide., Nutrients, 15, 2731, 2023
- タンパク質摂取に対する骨格筋分化応答の研究
タンパク質栄養の新たな側面として、スケソウダラ魚肉のタンパク質画分を摂取させると骨格筋の肥大が起こることを愛媛大学・日本水産株式会社と共同で報告しました。その後、オミックス手法や生化学的手法によって作用機序解明を進め、このタンパク質摂取によって骨格筋の分化が影響を受けることを明らかにしつつあります。また、このような基礎研究成果を基に内閣府・戦略的イノベーション創造プログラムSIP（次世代農林水産創造技術）（2014-2019年）においては、ヒト介入試験による効果検証も行われました。現在、生研支援センター イノベーション創出強化研究推進事業等において、複数の研究機関、および、ニッスイ株式会社とコンソーシアムを結成し、基礎から応用まで連携研究を進めています。
Fujitani, M., Mizushige, T., Kawabata, F., Uozumi, K., Yasui, M., Hayamizu, K., Uchida, K., Okada, S., Keshab, B., and Kishida, T., Dietary Alaska pollack protein improves skeletal muscle weight recovery after immobilization-induced atrophy in rats., PLoS One, 14, e0217917, 2019
Uchida, K., Fujitani, M, Mizushige, T., Kawabata, F., Hayamizu, K., Uozumi, K., Hara, Y., Sawai, M., Uehigashi, R., Okada, S., Goto-Inoue, N., Morisasa, M., and Kishida, T., Dietary Alaska Pollack Protein Induces Acute and Sustainable, Skeletal Muscle Hypertrophy in Rats., Nutrients, 14, 547, 2022
Uchida, K., Fujitani, M, Mizushige, T., Hayamizu, K., Hara, Y., Sawai, M., Utsunomiya, S., Uehigashi, R., Okada, S., and Kishida, T., Dietary Alaska Pollack Protein Induces Acute Skeletal Muscle Hypertrophy in Rats, Regardless of Specific Amino Acid and Amino Acid Balance of Diet., Nutraceuticals, 3, 513-528, 2023
- 多嚢胞性卵巣症候群の食による予防・改善研究
多嚢胞性卵巣症候群（Polycystic Ovary Syndrome, PCOS）は、卵巣内に嚢胞が多数でき、排卵障害を引き起こす病態です。有病率は成人女性の6-10%にも達するとされ、不妊の一因となっています。多数の研究報告がありますが、その発症原因は未詳です。食によるPCOSの予防・改善を目指し、研究を進めています。現在までに、大豆イソフラボンの腸内細菌による代謝はPCOS改善作用に影響すること、腸内細菌叢それ自体もPCOS症状に影響すること、などを見出しました。
Liyanage, S. G. G., Inoue, R., Fujitani, M., Ishijima, T., Shibutani, T., Abe, K., Kishida, T., and Okada, S.*, Effects of soy isoflavones, resistant starch and Antibiotics on polycystic ovary syndrome (PCOS)-like features in letrozole-treated rats., Nutrients, 13, 3759, 2021
- 欠食の生体機能への影響
食・栄養と生体の発達・成長・維持の関係研究として、欠食の問題に取り組み始めました。近年問題視されている食事の問題として朝食欠食があります。幼若期の朝食欠食率は高く、また、近年その率は悪化傾向にあり、政策的アプローチや食育活動により改善がはかられています。一方、幼若期の朝食欠食が生体に及ぼす影響については、多数の疫学調査やシステマティックレビューの報告があるものの、ヒト/動物の介入試験によって因果関係を明確に示した例はありません。そこで、幼若期の欠食が生体に及ぼす影響とその機序の解明、そして、影響の持続性の検討、さらには、機能性食品素材による影響緩和法の検討を進めています。最終的には、科学的エビデンスを付与し、朝食欠食問題の重要性発信に貢献すること、および、朝食欠食の影響改善に関する新たなアプローチを提案することによって、問題解消に寄与することを目指しています。