糖・脂質代謝研究に有用なin vitro小腸モデルの構築と臓器間相互作用の解析

• Project/Area Number: 21659184
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Gastroenterology
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 吉崎 隆之 鹿児島大学, 産学官連携推進機構, 特任講師 (70515189)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 伸彦 北海道医療大学, 歯学部, 准教授 (20372279) ; 吉崎 由美子 鹿児島大学, 農学部, 助教 (80452936) ; 奥村 利勝 旭川医科大学, 医学部, 教授 (60281903)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2010: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2009: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 小腸モデル / 糖質代謝 / 脂質代謝 / 臓器間相互作用

Research Abstract

本研究は糖・脂質代謝研究に有用な「真に使えるin vitro小腸モデル」の作成とその有用性の検証を目的としており,昨年までに小腸モデル細胞として汎用されているヒト結腸癌由来Caco-2細胞および特殊な多孔質膜上で細胞を生体内に近い立体的な状態で培養できる3次元培養容器を用いて実験モデルを構築した.本年はこの実験モデルがどの程度小腸を模倣できているかを調べた.Apical AccessとBasolateral Accessのグルタミン濃度を測定したところ,コンフルエントに達してから18日程度でApical Accessのグルタミン消費がほとんど起こらなくなることを確認した.一方でグルコース代謝に関してはApical AccessとBasolateral Accessでほとんど差は見られなかった.次にオレイン酸(終濃度0.4mM)とタウロコール酸(終濃度0.5mM)を混ぜ,Apical Accessに添加して脂質負荷を12時間行ったところ,Basolateral Accessにカイロミクロン,VLDL, LDL, HDLなどのリポタンパク質が分泌されることを確認した.以上のように小腸の機能を完全には再現できていないものの,本モデルが脂質代謝研究に有用であることが明らかとなった.次にホスファチジン酸ホスファターゼで脂質代謝調節因子としても働くlipinファミリー(lipin-1, lipin-2, lipin-3)の遺伝子発現変化をリアルタイムPCRを用いて解析したところ,Caco-2の分化にともないlipin-2の発現が上昇することが分かった.また,脂質負荷による実験ではこれらの遺伝子発現量に変化は見られなかった.現在,Caco-2細胞のBasolateral Access側にヒト肝癌由来HepG2細胞を共培養し,Apical Accessに脂質負荷を行った際の脂質代謝関連遺伝子の発現量変化について解析を進めている