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高性能腸内細菌培養装置による生体大腸における異常腸内細菌叢の是正戦略を立てる

研究課題

研究課題/領域番号 18K05487
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

佐々木 建吾  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 客員准教授 (50558301)

研究分担者 星 奈美子  神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (40645214)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード腸内細菌 / 潰瘍性大腸炎 / 培養系 / 3-ヒドロキシ酪酸 / Bacillus coagulans / probiotics / microbiota / ulcerative colitis / Ulcerative colitis / Gut microbiota / In vitro model / Butyrate / Lachnospiraceae / Microbiota / Dysbiosis / prebiotics
研究成果の概要

潰瘍性大腸炎は大腸の粘膜に炎症ができる病気であり、欧米のみならず日本でも患者数が増加してきているが、根治的治療は確立されていない。発症には腸内細菌叢の乱れが関連していることが近年、注目されている。一方、腸内細菌叢に関する評価は動物給餌試験やヒト介入試験によるin vivo系で行われてきたが、コストや倫理的制限の問題点が存在する。しかし、in vitro系による潰瘍性大腸炎の代謝プロファイルの再現は困難とされていた。そこで、本研究ではin vitro培養系ヒト腸内細菌叢モデルにて潰瘍性大腸炎患者の腸内細菌叢を模した上でその代謝プロファイル、特に酪酸生成減を再現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本システムは潰瘍性大腸炎患者のヒト腸内細菌叢における種数や多様性を保持した世界初のモデルである。さらに今までの他のシステムである多連式システムでは再現が不可能であった酪酸生成の減少を、本システムは再現している。酪酸生成を実際のヒト腸管内で計測することは困難である。また、酪酸は制御性T細胞の生成を誘導して炎症を抑制することが知られている。本システムはLachnospiraceae科の減少とそれに付随する酪酸生成の減収を再現できる系であり、潰瘍性大腸炎患者の腸内環境を迅速に評価できる系である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (2件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] In vitro human colonic microbiota utilises D-β-hydroxybutyrate to increase butyrogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Hannya Asuka、Tsubota Jun、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 8516-8516

    • DOI

      10.1038/s41598-020-65561-5

    • NAID

      120006864557

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycosidic Linkage Structures Influence Dietary Fiber Fermentability and Propionate Production by Human Colonic Microbiota In Vitro2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Daisuke、Sasaki Kengo、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: 15 号: 10 ページ: 1900523-1900523

    • DOI

      10.1002/biot.201900523

    • NAID

      120006892072

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A possible beneficial effect of Bacteroides on faecal lipopolysaccharide activity and cardiovascular diseases2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Naofumi、Yamashita Tomoya、Kishino Shigenobu、Watanabe Hikaru、Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Tabata Tokiko、Sugiyama Yuta、Kitamura Nahoko、Saito Yoshihiro、Emoto Takuo、Hayashi Tomohiro、Takahashi Tomoya、Shinohara Masakazu、Osawa Ro、Kondo Akihiko、Yamada Takuji、Ogawa Jun、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 13009-13009

    • DOI

      10.1038/s41598-020-69983-z

    • NAID

      120006879534

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal Ratio of Carbon Flux between Glycolysis and the Pentose Phosphate Pathway for Amino Acid Accumulation in Corynebacterium glutamicum2020

    • 著者名/発表者名
      Murai Katsuki、Sasaki Daisuke、Kobayashi Shunsuke、Yamaguchi Akira、Uchikura Hiroto、Shirai Tomokazu、Sasaki Kengo、Kondo Akihiko、Tsuge Yota
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 9 号: 7 ページ: 1615-1622

    • DOI

      10.1021/acssynbio.0c00181

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bacillus coagulans SANK 70258 suppresses Enterobacteriaceae in the microbiota of ulcerative colitis in vitro and enhances butyrogenesis in healthy microbiota2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kengo, Sasaki Daisuke, Inoue Jun, Hoshi Namiko, Maeda Takayuki, Yamada Ryouichi, Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 104 号: 9 ページ: 3859-3867

    • DOI

      10.1007/s00253-020-10506-1

    • NAID

      120006890796

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prebiotic effects of yeast mannan, which selectively promotes Bacteroides thetaiotaomicron and Bacteroides ovatus in a human colonic microbiota model2020

    • 著者名/発表者名
      Oba Shunsuke、Sunagawa Tadahiro、Tanihiro Reiko、Awashima Kyoko、Sugiyama Hiroshi、Odani Tetsuji、Nakamura Yasunori、Kondo Akihiko、Sasaki Daisuke、Sasaki Kengo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 17351-17351

    • DOI

      10.1038/s41598-020-74379-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective bifidogenic growth factors cyclo-Val-Leu and cyclo-Val-Ile produced by Bacillus subtilis C-3102 in the human colonic microbiota model2020

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka Misaki、Morita Hiroto、Aoyagi Yumi、Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Kondo Akihiko、Nakamura Teppei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 7591-7591

    • DOI

      10.1038/s41598-020-64374-w

    • NAID

      120006846528

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Resistant Starch on the Gut Microbiota and Its Metabolites in Patients with Coronary Artery Disease2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida N, Sasaki K, Sasaki D, Yamashita T, Fukuda H, Hayashi T, Tabata T, Osawa R, Hirata K, Kondo A.
    • 雑誌名

      Journal of Atherosclerosis and Thrombosis

      巻: 26 号: 8 ページ: 705-719

    • DOI

      10.5551/jat.47415

    • NAID

      130007686516

    • ISSN
      1340-3478, 1880-3873
    • 年月日
      2019-08-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Construction of a Model Culture System of Human Colonic Microbiota to Detect Decreased Lachnospiraceae Abundance and Butyrogenesis in the Feces of Ulcerative Colitis Patients.2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki K, Inoue J, Sasaki D, Hoshi N, Shirai T, Fukuda I, Azuma T, Kondo A, Osawa R
    • 雑誌名

      Biotechnology journal

      巻: Epub ahead of print 号: 5 ページ: 1800555-1800555

    • DOI

      10.1002/biot.201800555

    • NAID

      120006645722

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Less biomass and intracellular glutamate in anodic biofilms lead to efficient electricity generation by microbial fuel cells2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Daisuke、Sasaki Kengo、Tsuge Yota、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Biotechnology for Biofuels

      巻: 12 号: 1 ページ: 72-72

    • DOI

      10.1186/s13068-019-1414-y

    • NAID

      120006619819

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Butyryl-CoA:acetate CoA-transferase gene associated with the genus <i>Roseburia</i> is decreased in the gut microbiota of Japanese patients with ulcerative colitis2019

    • 著者名/発表者名
      SHINOHARA Ryohei、SASAKI Kengo、INOUE Jun、HOSHI Namiko、FUKUDA Itsuko、SASAKI Daisuke、KONDO Akihiko、OSAWA Ro
    • 雑誌名

      Bioscience of Microbiota, Food and Health

      巻: 38 号: 4 ページ: 159-163

    • DOI

      10.12938/bmfh.18-029

    • NAID

      130007738831

    • ISSN
      2186-3342
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifidogenic and butyrogenic effects of young barely leaf extract in an in vitro human colonic microbiota model2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Daisuke、Sasaki Kengo、Kadowaki Yasushi、Aotsuka Yasuyuki、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 9 号: 1 ページ: 182-182

    • DOI

      10.1186/s13568-019-0911-5

    • NAID

      120006770410

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] in vitro培養システムによる食物繊維のヒト腸内細菌叢への影響評価2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木大介、佐々木建吾、近藤昭彦、大澤朗
    • 雑誌名

      日本食物繊維学会会誌

      巻: 22 ページ: 63-74

    • NAID

      40021798654

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 培養系ヒト腸内細菌叢モデルKUHIMMを利用した食物繊維の影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      生田直子、篠原涼平、佐々木大介、佐々木建吾
    • 雑誌名

      New Food Industry

      巻: 60 ページ: 37-43

    • NAID

      40021563148

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大麦若葉エキスがヒト大腸細菌叢に与える効果についての検討2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木建吾、佐々木大介、門脇靖司、青塚康幸、近藤昭彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Model culture system of human colonic microbiota2020

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sasaki
    • 学会等名
      JAIST World Conference 2020-International Symposium for Innovative Sustainable Materials & The 7th International Symposium for Green-Innovation Polymers
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冠動脈疾患患者大腸フローラモデルによる候補投与物の調査2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木建吾・吉田尚史・佐々木大介・大澤朗・山下智也・近藤昭彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオ電気化学的システムによる複合微生物系の制御2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木建吾・佐々木大介・森田仁彦・柘植陽太・近藤昭彦
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of Complex Microbial Communities to Develop a Sustainable and Healthy Society2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sasaki
    • 学会等名
      KSBB Fall Meeting and International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Designing microbial consortium for efficient utilization2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sasaki
    • 学会等名
      Asian Synthetic Biology Association
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 健康・持続可能社会の構築に向けた複合微生物系(ヒト腸管・バイオガス発酵槽内)の制御2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木建吾
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vitro培養系ヒト腸内細菌叢モデルによる潰瘍性大腸炎患者の代謝プロファイル異常の検出2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木建吾
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A Model Culture System for the in Vitro Human Colonic Microbiota of Ulcerative Colitis2018

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sasaki
    • 学会等名
      International Conference Microbiome Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単槽培養系ヒト大腸細菌叢モデルを利用した潰瘍性大腸炎の病態評価の検討2018

    • 著者名/発表者名
      星奈美子
    • 学会等名
      第22回腸内細菌学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~akondo/sasaki_kengo.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~akondo/sasaki_kengo.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] メタン発酵促進方法2020

    • 発明者名
      佐々木建吾、佐々木大介、近藤昭彦
    • 権利者名
      佐々木建吾、佐々木大介、近藤昭彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-165992
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 食物繊維の哺乳動物腸内での分解性能または有機酸生産能を評価する方法2020

    • 発明者名
      佐々木大介・佐々木建吾・近藤昭彦
    • 権利者名
      佐々木大介・佐々木建吾・近藤昭彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-056736
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 腸内環境改善組成物2019

    • 発明者名
      盤若明日香・坪田潤・佐々木建吾・佐々木大介・近藤昭彦
    • 権利者名
      盤若明日香・坪田潤・佐々木建吾・佐々木大介・近藤昭彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-065869
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 整腸用組成物、善玉菌の培養方法、並びに飲食品、医薬部外品、又は医薬品2019

    • 発明者名
      佐々木建吾・佐々木大介・門脇靖司・青塚康幸
    • 権利者名
      佐々木建吾・佐々木大介・門脇靖司・青塚康幸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-158205
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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