Updated on 2026/09/22

Affiliation
Faculty of Science and Engineering, School of Advanced Science and Engineering
Job title
Research Associate

Education Background

  • 2024.04
    -
    Now

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering  

Research Areas

  • Pathological biochemistry   NADH
 

Papers

  • Suppression of ATP-dependent (S)-NAD(P)H-hydrate dehydratase expression inhibits adipocyte differentiation of 3T3-L1 preadipocytes by increasing excessive accumulation of NADHX

    Kazuki Nakajima, Kodai Takahashi, Masako Tanaka, Mina Kawashima, Koshi Machida, Yoichi Nakao, Keiyo Takubo, Nobuhito Goda

    The Journal of Biochemistry    2025.03  [Refereed]

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    Abstract

    ATP-dependent (S)-NAD(P)H-hydrate dehydratase (NAXD) is a crucial enzyme in the nicotinamide adenine dinucleotide repair system that regenerates NAD(P)H, an essential electron donor in metabolic redox reactions. NAD+-related metabolic pathways connect cellular metabolism and the expression of genes responsible for adipogenesis; however, the biological significance of the NAXD-mediated repair pathway remains unclear. Herein, we showed that NAXD is essential for normal adipocyte differentiation of 3T3-L1 murine preadipocytes. Silencing of the Naxd gene attenuated differentiation-induced lipid accumulation with excessive accumulation of hydrated NADH (NADHX) without altering NAD+ levels. FK866, a specific inhibitor of NAMPT, further reduced lipid accumulation even in Naxd-silenced cells with substantial decrease in NAD+. Supplementation with nicotinamide mononucleotide, a precursor of NAD+, restored NAD+ levels comparably in Naxd- and LacZ-silenced cells treated with FK866, but failed to recover adipocyte differentiation of Naxd-silenced cells to the level of LacZ-silenced cells. In contrast, exposure of wild-type 3T3-L1 cells to NADHX recapitulated the Naxd deficiency-elicited inhibitory effects on adipocyte differentiation with reduced expression of master transcriptional regulators of adipogenesis, peroxisome proliferator-activated receptor γ and CCAAT/enhancer binding protein α. These results suggest that NAXD supports normal adipogenesis, in part, by inhibiting excessive accumulation of NADHX.

    DOI

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Presentations

  • 生体における損傷代謝産物:NADHXの産生源の特定

    髙橋弘大, 合田亘人

    2026年度日本生化学会関東支部例会 

    Presentation date: 2026.06

    Event date:
    2026.06
     
     
  • 損傷型NADH蓄積による細胞機能障害機構の解明

    百田悠人, 髙橋弘大, 合田亘人

    第48回日本分子生物学会 

    Presentation date: 2025.12

    Event date:
    2025.12
     
     
  • 肥満病態における代謝酵素NAXDの生理学的機能の解明

    鈴木陽夏, 髙橋弘大, 合田亘人

    第48回日本分子生物学会 

    Presentation date: 2025.12

    Event date:
    2025.12
     
     
  • The NAD Repair System Protects Cells from Metabolic Stress

    Kodai Takahashi, Nobuhito Goda

    Special Symposium on Life Science and Bioscience for International Collaboration of the University of Bonn and Waseda University 

    Presentation date: 2025.10

    Event date:
    2025.10
     
     
  • NAXDによる肝再生制御機構の解明

    髙橋弘大, 合田亘人

    第32回肝細胞研究会 

    Presentation date: 2025.07

    Event date:
    2025.07
     
     
  • Development of Targeted LC-MS/MS Platform for Precise NADHX Detection

    Kodai Takahashi, Nobuhito Goda

    The 10th Asia-Oceania Mass Spectrometry Conference 

    Presentation date: 2025.06

    Event date:
    2025.06
     
     
  • CARKDによる脂肪細胞分化制御機構の解明

    髙橋弘大, 中島一樹, 川島みな, 合田亘人

    第46回 日本分子生物学会 

    Presentation date: 2023.12

    Event date:
    2023.12
     
     
  • CARKDによる脂肪細胞分化制御機構の解明

    髙橋弘大, 中島一樹, 川島みな, 合田亘人

    低酸素研究会2023 

    Presentation date: 2023.09

    Event date:
    2023.09
     
     

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Teaching Experience

  • 生命医科学実験Ⅱ

    早稲田大学  

    2025.04
    -
    Now
     

  • 理工学基礎実験 1B

    早稲田大学  

    2024.09
    -
    Now
     

  • 理工学基礎実験 1A

    早稲田大学  

    2024.04
    -
    2025.03
     

 

Internal Special Research Projects

  • 水和型NADHの産生源および作用点の探索

    2025  

     View Summary

     近年、エネルギー代謝に重要な補酵素であるNADHが水和を受け、生体内で毒性を発揮することが明らかとなってきた。申請者はこれまでに、水和型NADHの高感度定量測定系を開発し、水和型NADHが修復酵素の欠損条件下において顕著に蓄積することを見出した。これらの知見は、水和型NADHの蓄積が細胞機能に影響を及ぼす可能性を示唆するものである。そこで本研究では水和型NADHの毒性発現機構の理解に資することを目的として、生体内における水和型NADHの産生機構の解明を目指した。水和型NADH修復酵素欠損線維芽細胞を用いて、水和型NADHの経時的な量的変化を解析した結果、水和型NADHが顕著に蓄積する特定の時点を同定した。次に、この水和型NADH蓄積開始直前にNADHを補酵として利用するエネルギー代謝酵素Aの阻害剤を添加し、水和型NADHの蓄積の変動について確認を行った。その結果、エネルギー代謝酵素Aの阻害により、水和型NADHの蓄積は完全に消失した。このことから、水和型NADHはエネルギー代謝経路において産生される可能性が示唆された。さらに、エネルギー代謝酵素Aの下流経路を中間代謝物アナログによりバイパスした条件下においても、水和型NADHの蓄積は認められなかった。この結果は、水和型NADHの産生がエネルギー代謝酵素Aの反応段階に依存することを示唆する。さらに、水和型NADH産生機構の普遍性を確認するために、水和型NADH修復酵素欠損肝実質細胞を用いて同様の解析を行った結果、同様に水和型NADHの蓄積が観察された。一方で、エネルギー代謝経路の活性化は水和型NADHの蓄積を促進させた。以上の結果より、生体内において、水和型NADHはエネルギー代謝酵素Aから産生されると結論付けた。

  • ビオチンリンカー付加水酸化NADHの合成および単離精製

    2024  

     View Summary

    ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)は,生命において電子伝達体や酵素基質として働く重要な低分子化合物である。還元型NAD(NADH)は高温・酸性といったストレスや酵素副反応により水和され,電子伝達体としての機能を喪失した水酸化NADHへと変換される。先行研究において、水酸化NADHを再びNADHへと修復する酵素であるNAD(P)HX dehydratase(NAXD)の発現を抑制した脂肪前駆細胞では野生型と比べて水酸化NADHが蓄積し,分化が抑制されることが明らかとなっている。しかし,水酸化NADHの標的タンパク質および脂肪細胞分化抑制分子機構は未解明である。本研究課題では,水酸化NADHの標的タンパク質を同定することを目的とし,ビオチンリンカー付加水酸化NADHの合成および単離精製を目指した。具体的には、NHSエステルによるアミン反応性架橋剤化学を用いた。NADHはNHSエステルと反応性を示し,2つのアミノ基に対して同程度にビオチンリンカー付加が起きることをLC-MS/MSで確認した。さらに,ビオチンリンカー付加NADHを水酸化し,LC-MS/MSを用いて未反応のビオチン付加NADHと目的物質であるビオチンリンカー付加水酸化NADHの分離条件の検討を行った。両ビオチンリンカー付加化合物はニコチンアミドにおける水分子1つ分しか異ならないこと、ビオチンリンカーの疎水性がNADHと比べて高いことからLCでの分離は困難であると予想された。しかし、普遍的に用いられるODSカラムにアミノ基を修飾したカラムを用いて分離することに成功した。以上より,ビオチンリンカー付加水酸化NADHの合成および単離・精製方法を確立した。今後は、この化合物を用いて水酸化NADHの標的タンパク質の同定および脂肪細胞分化抑制分子機構の解明を目指す。