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腸内細菌叢による短鎖脂肪酸生成がCOPD患者の運動耐容能に与える影響の検討

Research Project

Project/Area Number 20K08540
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
Research InstitutionShiga University of Medical Science

Principal Investigator

黄瀬 大輔  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (50572418)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中野 恭幸  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (00362377)
小川 恵美子  滋賀医科大学, 医学部, 准教授 (00378671)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords慢性閉塞性肺疾患 / 腸内細菌叢 / 体重減少 / サルコペニア / 腸内細菌 / COPD / 運動耐容能
Outline of Research at the Start

慢性閉塞性肺疾患(COPD)では運動耐容能が低下している。これには、骨格筋組織への酸素・栄養素の供給障害により、骨格筋ATP産生低下することが関与する。
腸内細菌叢は食物繊維などを嫌気的分解し短鎖脂肪酸を産生するが、その産生量は腸内細菌叢の構成によって異なる。近年、この短鎖脂肪酸が骨格筋運動の持続に重要であることがわかってきた。
本研究では「腸内細菌叢の特定の構成による短鎖脂肪酸の産生量低下がCOPD患者の運動耐容能低下に関連する」との仮説を立て、目的1. COPD患者の腸内細菌叢と血清短鎖脂肪酸濃度との関連、目的2. 腸内細菌叢とCOPD患者の運動耐容能との関連、を検討する。

Outline of Annual Research Achievements

慢性閉塞肺疾患(COPD)では、痩せやサルコペニアがしばしば認められる。痩せ、サルコペニアのある患者では、入院頻度が増加し、予後が不良であることが知られている。
これまで、COPD患者の体重減少、サルコペニア進行について、経年的な検討があまり行われていなかった。そこで、我々はCOPD患者において、体重減少、筋肉量減少がどのような要因によって予測できるかを検討した。その結果、肺機能検査における、ピークフローや一秒量の対予測値が低下していると、その後の体重減少が大きいことが分かった。本検討について、第62回日本呼吸器学会学術講演会において発表を行った。また、Respirology誌において論文を発表した。
ある種の腸管細菌は、食物繊維を短鎖脂肪酸に分解する。食物繊維は腸管から吸収できないが、短鎖脂肪酸は腸管から吸収できる。このため、腸内細菌叢の変化が体重の増減に関与すると考えられている。我々は、COPD患者における腸管細菌叢の変化が吸収できる栄養素の量、質を変化させており、その結果、痩せやサルコペニアにつながっているのではないか仮説を立てた。
検討開始時点において、COPD患者で非COPD喫煙者や非喫煙者と比べて、腸内細菌叢が異なっているのかについては不明であった。そのため我々はまずこの点について、滋賀県草津市の一般住民男性から収集したSESSAデータを用いて検討を行うこととした。その結果、COPD患者、非COPD喫煙者の腸内細菌叢は非喫煙者とは異なっているものの、COPD患者と非COPD喫煙者では大きな差がないことが分かった。
現在、COPD患者の腸内細菌叢と痩せ、筋肉量減少との関連について検討を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

COVID-19流行により、予定していたCOPD患者における運動耐容能測定は行っていない。
このため、これまでに収集したCT画像、血液サンプルを用いて、別の視点から体重、筋肉量減少についての検討を進めている。
腸内細菌叢については評価が完了しており、現在COPD患者の血清マーカーの測定も完了した。現在、腸内細菌叢と体重、筋肉量、脂肪量、血清マーカーとの関連を検討し、論文作成中である。

Strategy for Future Research Activity

上述のようにCOVID-19流行により、予定していた測定が進められないため、研究推進方策の修正を行い、これまでに収集したCT画像、血液サンプルを用いて、別の視点から体重減少についての検討を進めている。
腸内細菌叢、血清、CT画像を用いたデータ収集は完了している。現在、腸内細菌叢と体重、筋肉量、脂肪量、血清マーカーとの関連をについて検討し、論文を作成中である。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Association of gut microbiome with COPD in Japanese male residents: the SESSA study2024

    • Author(s)
      Kawashima Satoru、Kinose Daisuke、Arima Hisatomi、Kondo Keiko、Yamazaki Akio、Uchida Yasuki、Nakagawa Hiroaki、Yamaguchi Masafumi、Segawa Hiroyoshi、Torii Sayuki、Okami Yukiko、Kadota Aya、Yano Yuichiro、Andoh Akira、Miura Katsuyuki、Nakano Yasutaka、Ueshima Hirotsugu
    • Journal Title

      ERJ Open Research

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 00788-2023

    • DOI

      10.1183/23120541.00788-2023

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Predictors of longitudinal changes in body weight, muscle and fat in patients with and ever‐smokers at risk of COPD2023

    • Author(s)
      Yamazaki Akio、Kinose Daisuke、Kawashima Satoru、Tsunoda Yoko、Matsuo Yumiko、Uchida Yasuki、Nakagawa Hiroaki、Yamaguchi Masafumi、Ogawa Emiko、Nakano Yasutaka
    • Journal Title

      Respirology

      Volume: 28 Issue: 9 Pages: 851-859

    • DOI

      10.1111/resp.14537

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Autobullectomy with COVID-19 in a patient with chronic obstructive pulmonary disease2023

    • Author(s)
      Yokoe Shinya、Kinose Daisuke、Ueki Yasumitsu、Okuda Shogo、Nakanishi Tsukasa、Iriyama Tomoko、Yamazaki Akio、Kawashima Satoru、Uchida Yasuki、Nakagawa Hiroaki、Yamaguchi Masafumi、Nakano Yasutaka
    • Journal Title

      Respiratory Medicine Case Reports

      Volume: 44 Pages: 101880-101880

    • DOI

      10.1016/j.rmcr.2023.101880

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者の気道病変・気腫性病変が体重・体組成に与える影響の検討 Effects of airway and emphysematous lung lesions on body weight and body composition in patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD)2022

    • Author(s)
      山﨑 晶夫、黄瀬 大輔、入山 朋子、角田 陽子、河島 暁、松尾 裕美子、内田 泰樹、仲川 宏昭、山口 将史、大澤 真、小川 惠美子、中 野 恭幸
    • Organizer
      第62回日本呼吸器学会学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者の気道病変・気腫性病変が体重・体組成に与える影響の検討 Effects of airway and emphysematous lung lesions on body weight and body composition in patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD)2022

    • Author(s)
      山﨑 晶夫、黄瀬 大輔、入山 朋子、角田 陽子、河島 暁、松尾 裕美子、内田 泰樹、仲川 宏昭、山口 将史、大澤 真、小川 惠美子、中野 恭幸
    • Organizer
      第62回日本呼吸器学会学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者の経年的な体重・体組成変化に影響を与える因子の検討2022

    • Author(s)
      山﨑 晶夫
    • Organizer
      第13回呼吸機能イメージング研究会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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