| Project/Area Number |
23K24798
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| Project/Area Number (Other) |
22H03541 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Industrial Sclence and Technology |
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Principal Investigator |
福田 真嗣 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 腸内環境デザイングループ, グループリーダー (80435677)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾花 望 筑波大学, 医学医療系, 助教 (00722688)
加藤 守匡 山形県立米沢栄養大学, 健康栄養学部, 教授 (20399330)
中藤 学 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 腸内環境デザイングループ, サブリーダー (20584535)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 腸内細菌 / 代謝物質 / 腸内環境 / 持久運動 / 短鎖脂肪酸 / メタボロゲノミクス / 運動 / 持久力 |
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| Outline of Research at the Start |
腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす持久運動への影響について、遺伝子改変マウスや無菌マウス、ヒト便中細菌叢in vitro培養実験系を用いて、メタボロゲノミクス解析手法によりその詳細を明らかにする。持久運動を向上させる腸内細菌叢由来代謝物質を同定し、その分子機構を解明することができれば、将来的には腸内環境を標的とした新たな持久運動向上アプローチとなることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの腸内には多種多様な腸内細菌が生息しており、宿主細胞と相互作用することで複雑な腸内生態系を形成している。われわれはこれまでに、腸内細菌叢のメタゲノム解析と腸内代謝物質のメタボローム解析を組み合わせたメタボロゲノミクス解析手法を考案し、腸内細菌叢から産生される代謝物質が宿主の健康維持や疾患発症に関与することを明らかにした。一方、腸内細菌叢は疾患だけでなく脳機能や精神状態、ホルモンバランスなどの様々な生理機能にも影響を与えることが続々と報告されている。そこで本研究では、腸内細菌叢を体内における「もう一つの臓器」と捉え、そこから産生される短鎖脂肪酸や二次胆汁酸などの代謝物質が、栄養源やシグナル因子として機能するという仮説のもと、生理機能の一つとして運動機能のうちの持久力と腸内細菌叢に着目した研究を行った。その結果、長距離ランナーの腸内には、主要な腸内細菌の一種である<i>Bacteroides uniformis</i>が同年代の健康成人に比べて有意に多いことを見出した。また<i>B. uniformis</i>をマウスに10週間経口投与し、持久力を評価するために強制水泳試験を実施したところ、対照群と比較してその遊泳時間が約2倍になることを明らかにした。更に<i>B. uniformis</i>をヒト腸内で増加させる食品成分としてα-シクロデキストリンを同定し8週間の摂食試験を実施したところ、対照群と比較して運動後の疲労感が有意に軽減することや、走行試験での有意な持久力向上効果が認められた。さらにマウスを用いた実験から、持久力向上に寄与する代謝物質として短鎖脂肪酸の一種であるプロピオン酸を同定した。これらの結果から、腸内細菌叢由来代謝物質が、宿主体内において栄養源やシグナル因子として機能することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理由
本年度は研究計画書のスケジュール通り、腸内細菌叢がもたらす持久力向上の分子基盤について動物モデルを用いて解析し、持久力向上に寄与する代謝物質を同定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす持久力向上の分子メカニズムについて、遺伝子改変マウスを用いて研究分担者と連携して解析を実施する。
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