Interaction mechanisms between dietary habit and sleep/wake patterns deciphering through gut microbiota
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19K14023
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
小川 雪乃 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, 主任研究員 (10624405)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 睡眠 / 腸内細菌叢 / 脳腸相関 / 抗生物質 / ネオマイシン / 睡眠不足 / 食習慣 / 腸管内メタボローム / 脳波 / 睡眠阻害 / 腸内細菌 / 代謝物質 |
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| Outline of Research at the Start |
食生活の乱れは睡眠の不調を招き、腸内細菌叢のバランスも崩してしまう。腸内細菌叢は第二の脳とも呼ばれ、摂取した食品から得られる成分を代謝して脳機能へと働きかけることが知られている。従って、脳機能である睡眠が腸内細菌叢からの影響を受けている可能性は高い。本研究は、腸内細菌叢と睡眠覚醒パターンの相互作用機序を明らかにすることを目的とする。第一に、腸内細菌叢を変化させた時の睡眠覚醒パターンを解析し、睡眠制御に関与する腸内細菌・代謝物質を同定する。第二に、慢性的睡眠不足に陥った際に変化する腸内細菌・代謝物質を同定する。得られた腸内細菌・代謝物質について、睡眠覚醒パターンに及ぼす作用を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
食習慣の乱れは、睡眠の不調を招き、腸内環境を乱す。腸内環境と脳機能は相互に作用し合っていることは、脳腸相関として知られている。また、腸内環境の構成要素である腸内細菌叢の組成は食習慣によって変化するが、この腸内細菌叢の変動が脳機能に影響をもたらすことが明らかになっている。これまでの研究で、マウスを対象として、抗菌作用の異なる抗生物質４種（アンピシリン、バンコマイシン、ネオマイシン、メトロニダゾール）を用いて腸内細菌叢に変動を加えると、腸管内代謝プロファイルが変化すると同時に、脳機能のひとつである睡眠・覚醒の時間、パターン、および睡眠時脳波の特性に顕著な影響が生じることを明らかにしてきた。本年度は引き続き、どのような腸内細菌群が睡眠・覚醒に影響を及ぼすのか明らかにするための解析を進めた。グラム陽性菌およびグラム陰性菌に作用する抗生物質であるネオマイシンを、単体で4週間、継続的に飲水投与することで腸内細菌叢を偏らせたモデルマウスを作製し、通常の水道水を与えたコントロールマウス群と比較解析を行った。脳波・筋電図計測による睡眠解析、および明期開始直後６時間の睡眠阻害後のリバウンド睡眠解析を行うことで、ネオマイシン慢性投与による腸内細菌叢組成変化が睡眠・覚醒に及ぼす影響を明らかにした。なお、この時の体重、飲水量、摂食量については、ネオマイシン慢性投与による有意な影響は見られなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
睡眠覚醒構造に影響を及ぼす腸内細菌群および腸管内代謝物質の同定を目指し、単一の抗生物質の慢性投与を行うことで腸内細菌叢を偏らせたモデルマウスの睡眠解析を実施している。研究中断および動物飼育設備の故障のため、当初のスケジュールからは遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、腸内細菌群および腸管内代謝物質が睡眠に及ぼす影響について明らかにするための解析を進める。抗生物質を用いて作製する腸内細菌叢操作マウスの睡眠解析、および関与が示唆される腸管内代謝物質が睡眠にもたらす影響について解析を進める。
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Report
(4 results)
Research Products
(6 results)
