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The elucidation of mechanism with propionic acid in liver ischemia and reperfusion injury.

Research Project

Project/Area Number 21K20959
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0905:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
Research InstitutionThe Tazuke Kofukai

Principal Investigator

Kawasoe Junya  公益財団法人田附興風会, 医学研究所 腫瘍研究部, 研究員 (60911295)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords肝虚血再灌流障害 / 短鎖脂肪酸 / プロピオン酸 / イヌリン / 食物繊維 / 腸内細菌 / 腸内細菌叢
Outline of Research at the Start

肝臓外科領域において、虚血再灌流障害(IRI)は間欠的肝血流遮断(Pringle法)や肝移植の際に生じる回避できない事象であり、IRIの予防・軽減は術後成績の向上と移植肝の保護のために重要な課題である。現在、外科手術領域では、Enhanced Recovery After Surgery (ERAS)に基づき周術期の栄養療法が実践されている。食物繊維であるイヌリンは、大腸において腸内細菌叢により有機酸産生を促し抗炎症作用を発揮する。本研究は、イヌリンおよび産生されるプロピオン酸に焦点をあて、抗炎症効果のメカニズム解析ならびに周術期イヌリン配合食摂取によるIRI抑制効果を検討する。

Outline of Final Research Achievements

Ischemic reperfusion injury (IRI) is a tissue injury caused by initial hypoxic insult and subsequently by the return of blood flow. Here, we reported that inulin, a water-soluble dietary fiber, reduced liver IRI in mice. The gut microbiota of mice fed with inulin exhibited the higher proportion of Bacteroides acidifaciens, microbiota producing propionic acid known as short chain fatty acid, compared to those fed without inulin. As the result, the higher level of propionic acid was detected in the portal vein of mice fed with inulin. Furthermore, direct intraperitoneal administration of propionic acid suppressed liver IRI in mice.
In summary, this study demonstrates that inulin helps the amelioration of liver IRI by boosting the production of propionic acid.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

肝臓外科領域において、虚血再灌流障害は肝門部の間欠的肝血流遮断(Pringle法)や肝移植の際に生じる回避できない事象であり、虚血再灌流障害の予防・軽減は術後成績の向上と移植肝の保護のために重要な課題である。
今回の研究は、イヌリンによる肝虚血再灌流障害の抑制効果に関する世界で初めての報告である。そのメカニズムとして、腸内細菌によってイヌリンより生成される短鎖脂肪酸、中でもプロピオン酸が肝虚血再灌流障害の抑制に寄与していることを示し、短鎖脂肪酸の新たな有用性を提起するものである。
さらに、イヌリン配合経腸栄養剤はすでに市販されていることから、実臨床への応用も十分考えられ、社会的意義があると考える。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Propionic Acid, Induced in Gut by an Inulin Diet, Suppresses Inflammation and Ameliorates Liver Ischemia and Reperfusion Injury in Mice2022

    • Author(s)
      Kawasoe Junya、Uchida Yoichiro、Kawamoto Hiroshi、Miyauchi Tomoyuki、Watanabe Takeshi、Saga Kenichi、Tanaka Kosuke、Ueda Shugo、Terajima Hiroaki、Taura Kojiro、Hatano Etsuro
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 13 Pages: 1-12

    • DOI

      10.3389/fimmu.2022.862503

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 外科医がクリニカルマインドを持って基礎研究に取り組む重要性2022

    • Author(s)
      内田洋一朗、影山詔一、中村公治郎、嵯峨謙一、田中康介、川本浩史、川添准矢、宮内智之、小島秀信、門野賢太郎、平尾浩史、伊藤貴 洋、渡邊 武、寺嶋宏明、波多野悦朗
    • Organizer
      第122回日本外科学会定期学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The impact of propionic acid induced by prebiotics on mice liver ischemia and reperfusion injury2022

    • Author(s)
      Kosuke Tanaka, Yoichiro Uchida, Junya Kawasoe, Hiroshi Kawamoto, Kenichi Saga, Takeshi Watanabe, Tomoyuki Miyauchi, Shugo Ueda, Kojiro Taura, Hiroaki Terajima, Etsuro Hatano
    • Organizer
      Transplantation Science Symposium Asian Regional Meeting 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2024-01-30  

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