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Luminal chemical sensing for the metabolites of intestinal microbiome: the physiological and pathophysiological study

Research Project

Project/Area Number 17K08570
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Environmental physiology(including physical medicine and nutritional physiology)
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

Karaki Shin-Ichiro  静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (00363903)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 保田 倫子  椙山女学園大学, 生活科学部, 講師 (00707036)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords腸マイクロバイオーム / 腸ケミカルセンシング / プロバイオティクス / 短鎖脂肪酸 / 腸管神経・内分泌・免疫系 / 腸上皮膜輸送 / Ussing chamber / 短絡電流法 / 腸内化学環境感受機構 / バイオジェニックス / quercetin / 腸上皮静電容量 / 炎症性腸疾患 / 過敏性腸症候群 / 腸内細菌 / マイクロバイオーム / 上皮膜輸送 / 消化管運動
Outline of Final Research Achievements

The aim of the study was to clarify the mechanism of chemical sensing for the metabolites of intestinal microbiome, and to investigate the possibility for application to irritable bowel syndrome and diarrhea during enteral nutrition.
Intestinal sensory mechanism of short-chain fatty acids, the predominant metabolites of intestinal microbiome, was investigated especially in the human intestine, and was revealed that it was different to the rodent intestine. In addition, it was investigated that an enteral formula containing fermented dairy products affected the components of cecal microbiome and organic acid concentrations, changing the epithelial ion transport activities in rat intestines.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、腸マイクロバイオームが腸管のみならず全身の生理作用に影響を与えていると考えられるようになってきたが、腸マイクロバイオームがどのように全身の機能にまで影響を与えているのかは、現時点ではほとんど不明である。
研究代表者は、その作用機序には、腸粘膜上皮に存在するの管腔内化学受容機構を介して、神経系・内分泌系・免疫系に働きかける機構が関与していると考えている。したがって、管腔内化学受容機構を解明することで、私たち自身が腸管管腔側から直接、全身の生理作用に働きかけることができれば、医薬品や機能性食品の新たなターゲットになる可能性がある。本研究の成果は、そのさきがけになり得るものと考えている。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results)

  • [Journal Article] Effects of an Enteral Formula Containing Fermented Dairy Products on Epithelial Ion Transport in Rat Intestines2019

    • Author(s)
      KARAKI Shin-Ichiro
    • Journal Title

      Journal of Nutritional Science and Vitaminology

      Volume: 65 Issue: 6 Pages: 498-506

    • DOI

      10.3177/jnsv.65.498

    • NAID

      130007777887

    • ISSN
      0301-4800, 1881-7742
    • Year and Date
      2019-12-31
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The effects of viable and non-viable <i>Lactobacillus gasseri</i> CP2305 cells on colonic ion transport and corticotropin releasing factor-induced diarrhea2019

    • Author(s)
      SUGAWARA Tomonori、SAWADA Daisuke、KAJI Izumi、KARAKI Shin-ichiro、KUWAHARA Atsukazu
    • Journal Title

      Biomedical Research

      Volume: 40 Issue: 6 Pages: 225-233

    • DOI

      10.2220/biomedres.40.225

    • NAID

      130007761177

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
    • Year and Date
      2019-12-01
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Gut microbiota confers host resistance to obesity by metabolizing dietary polyunsaturated fatty acids2019

    • Author(s)
      Miyamoto J, Igarashi M, Watanabe K, Karaki SI, Mukouyama H, Kishino S, Li X, Ichimura A, Irie J, Sugimoto Y, Mizutani T, Sugawara T, Miki T, Ogawa J, Drucker DJ, Arita M, Itoh H, Kimura I
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11978-0

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 腸上皮におけるマイクロバイオーム代謝産物受容と生理機能2017

    • Author(s)
      唐木晋一郎
    • Journal Title

      Bio Clinica

      Volume: 32 Pages: 70-73

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      唐木晋一郎、塚本滉太、木村郁夫
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      塚本滉太、木村郁夫、唐木晋一郎
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      第97回日本生理学会大会
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      塚本滉太、木村郁夫、唐木晋一郎
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    • Author(s)
      塚本滉太、木村郁夫、唐木晋一郎
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      富士山麓アカデミック&サイエンスフェア2019
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    • Author(s)
      唐木晋一郎
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  • [Presentation] 短鎖脂肪酸による腸管粘膜上皮電解質輸送2019

    • Author(s)
      唐木晋一郎、塚本滉太、木村郁夫、藤井正一、渡邉学、出口貴司、山崎直子、内山周也
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      唐木晋一郎
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      本間和夫、杉山沙依美、寺島和哉、唐木晋一郎、石原智、
    • Organizer
      第73回日本栄養・食糧学会
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    • Author(s)
      Karaki S, Yasuda M
    • Organizer
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  • [Presentation] 腸管粘膜機能に対する乳酸菌発酵成分配合流動食の影響2018

    • Author(s)
      唐木晋一郎,粂久枝,芦田欣也,高橋毅
    • Organizer
      第75回日本栄養・食糧学会中部支部会
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  • [Presentation] Luminal Chemosensing and Effects of Mucosal Functions (Fluid Secretion and barrier function) in the Intestine2018

    • Author(s)
      Shin-Ichiro Karaki, Yasuda Michiko
    • Organizer
      The 95th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
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  • [Presentation] Ussing chamber法による食品成分の生理作用(機能性)解析2017

    • Author(s)
      唐木晋一郎
    • Organizer
      第73回日本栄養食糧学会中部支部会
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    • Author(s)
      唐木晋一郎、保田倫子
    • Organizer
      第23回 Hindgut Club Japan シンポジウム
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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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