The interaction between gut bacteria in the presence of bile acids

Research Project

Project/Area Number	22K05534
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 38050:Food sciences-related
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	萩達朗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, 上級研究員 (00510257)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	胆汁酸 / 腸内細菌 / 共培養 / Akkermansia
Outline of Research at the Start	胆汁酸には、宿主が分泌する一次胆汁酸と、腸内細菌によって代謝された胆汁酸（二次胆汁酸）が存在し、腸内細菌叢・宿主恒常性に関わる。しかし、胆汁酸を介した腸内細菌同士および宿主との相互作用については複雑で未解明な部分が多く、宿主-胆汁酸-腸内細菌から構成される胆汁酸ネットワーク解明は健康維持にとって重要な知見である。本研究では、胆汁酸代謝細菌が宿主の健康に有益な腸内細菌に与える影響を調べることで、健康維持に関与する胆汁酸を介した腸内細菌同士の相互作用を解明する。
Outline of Annual Research Achievements	胆汁酸を介した腸内細菌の相互作用を解明する第一ステップとして、単独培養において胆汁酸がAkkermansia muciniphilaに与える影響を調べるとともに、A. muciniphilaと特定の腸内細菌との共培養系において、胆汁酸がA. muciniphilaに与える影響を調べている。 A. muciniphilaの単独培養系において、昨年度のトランスクリプトーム解析の結果から、胆汁酸がAkkermansia muciniphilaの膜タンパク質に影響することが明らかになったため、今年度はAkkermansia muciniphilaを胆汁酸添加および未添加の培地で培養し、プロテオーム解析で胆汁酸が本菌のタンパク質に与える影響を解析した。その結果、細胞膜に存在するトランスポーターのタンパク質発現が上昇していることが確認できた。一方、プロテオーム解析の検出感度の問題で、トランスクリプトーム解析結果で注目されたタンパク質変化が確認できなかった。次に、Akkermansia muciniphilaと特定の腸内細菌を胆汁酸を含む培地で共培養し、トランスクリプトーム解析を行った結果、単独培養系でも胆汁酸存在下で発現上昇が確認できたRNDタイプやABCトランスポーターのほか、単独培養では変化が観察されなかった別のトランスポーターが影響を受けていることが確認できた。本トランスポーターは、胆汁酸存在下かつ特定の腸内細菌との共培養でのみ発現が減少しており、胆汁酸を介した腸内細菌の相互作用を解明する重要なファクターであると考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 胆汁酸存在下でのAkkermansia muciniphilaと特定の腸内細菌との共培養系において、単独培養では確認できなかった胆汁酸のA. muciniphilaへの作用が明らかとなった。本研究の目的である胆汁酸を介した腸内細菌の相互作用解明に関する新たな知見が得られたことから、研究はおおむね順調に進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	これまで、胆汁酸がAkkermansia muciniphilaに与える影響を遺伝子、タンパク質レベルで解析してきた。そこで次年度は、単独および共培養系において胆汁酸がA. muciniphilaの代謝産物にどのように影響するか、短鎖脂肪酸を中心に解析する。