高カロリー食が認知機能を低下させる仕組みを解明 ー鍵となるPQBP1の減少を発見、治療への可能性もー

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2026-09-17 東京科学大学

高カロリー食の継続摂取による認知機能低下について、東京科学大学らの研究チームが分子機構を解明した。マウス実験から、高カロリー状態でインスリンシグナルが活性化すると転写因子PPARγの機能が抑制され、神経細胞のPQBP1発現が低下することを発見。PQBP1の減少によってシナプス関連分子のRNAスプライシングが乱れ、シナプス数・機能の低下を介して認知機能が低下することを示した。さらに、PPARγを活性化する糖尿病治療薬やPQBP1などを標的とする遺伝子治療により、マウスのシナプス障害と認知機能低下が改善した。ヒトのフォンタン術後肝疾患などへの応用可能性も今後の検討課題となる。

高カロリー食が認知機能を低下させる仕組みを解明 ー鍵となるPQBP1の減少を発見、治療への可能性もー
図1. 高カロリー食摂取による大脳ニューロンのシナプスの減少

<関連情報>

PQBP1依存性の選択的RNAスプライシングが、高カロリー食誘発性認知障害の根底にある PQBP1-dependent alternative RNA splicing underlies high calorie diet-induced cognitive impairment

Yong Huang, Hidenori Homma, Yuki Yoshioka, Takaki Watanabe, Shuhei Fujino, Kyoko Matsuyama, Xigui Chen, Kyota Fujita, Hiroki Shiwaku, Albert R. La Spada, Masanobu Kano, Hikari Tanaka & Hitoshi Okazawa
Molecular Psychiatry  Published:12 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41380-026-03868-x

Abstract

High calorie-high fat diet (HFD) has been implicated as a pathological modifier of brain diseases including neurodegenerative dementias, but the detailed molecular mechanisms remain largely unknown. Here we report that HFD suppresses PPARγ-mediated transcriptional expression of PQBP1, a RNA splicing factor implicated in human intellectual disability and Alzheimer’s disease. RNAseq-based comprehensive analyses of alternative RNA splicing (AS) in HFD-fed mice for 1 or 6 weeks and in PQBP1-cKO mice reveal their common changes, which weigh on synapse-related genes. Betweenness-based extraction of core molecules from the common changes reveals CASK, Cacnb1 and Cyfip2 as key molecules of the network. Both CASK and Cacnb1 regulate STXBP1, a causative gene for infantile epilepsy syndrome and an essential factor for synapse vesicle release, via their direct interaction. In addition, our analysis suggests that Syt1 plays a role specifically in HFD for 1 week. HFD-induced AS isoforms of CASK, Cacnb1, Cyfip2 and Syt1 impair pre-synapse vesicle release in primary neurons. AAV-PQBP1, AAV-CASK, AAV-Cacnb1, AAV-Cyfip2 or AAV-Syt1 rescues synapse and/or cognitive dysfunctions in HFD mice, genetically supporting the pathological PQBP1-presynapse axis in HFD. Moreover, immunohistochemistry experiments suggest that the pathological axis plays roles not only in excitatory neurons, but also in inhibitory neurons of the brain. Collectively, our results unravel a novel molecular mechanism for brain dysfunction when mice are exposed to a HFD.

生物工学一般
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