脂肪酸代謝物と脂肪酸受容体群による包括的エネルギー代謝ネットワークの解明

• Project Area: Quality of lipids in biological systems
• Project/Area Number: 16H01355
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 木村 郁夫 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80433689)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2017: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2016: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 多価不飽和脂肪酸 / 腸内細菌 / 脂肪酸受容体 / GPR40 / GPR120 / オメガ6脂肪酸 / オメガ3脂肪酸 / 長鎖脂肪酸 / 中鎖脂肪酸 / オメガ脂肪酸 / 肥満

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題として、腸内細菌による脂肪酸代謝物群の脂肪酸受容体を介した宿主エネルギー代謝に与える影響について検討を行った。脂肪酸代謝物によるエネルギー代謝ネットワークへの関与解明を目指し、生体細胞膜上脂質受容体GPCR、脂肪酸受容体群に着目し、我々の得意とする脂肪酸受容体-リガンドスクリーニングアッセイおよび各種脂肪酸受容体遺伝子改変マウスを用いた生体生理機能解析を行った。結果、長鎖脂肪酸受容体であるGPR40, GPR120を介した血糖上昇抑制作用の分子メカニズムを明らかにした。さらにリノール酸の腸内細菌代謝脂肪酸であるHYAの長期投与は高脂肪食誘導肥満に対して抵抗性を示した。加えて、内因的な腸内細菌からのリノール酸－HYA変換が宿主側の恒常性維持に重要であるかを無菌マウスとノトバイオート実験により検討を行った。また、我々の有するGPR40KOマウスやGPR120KOマウスを用いてHYAによる代謝機能改善効果について、同様の検討を行うことによって、HYAの作用標的受容体の特定とその分子メカニズムの確定を行った。また、短鎖脂肪酸受容体GPR43が腸内細菌産生代謝物によりマクロファージからの脂肪組織慢性炎症に関わることを明らかにした。脂質ステロイドホルモン、プロゲステロンの新規細胞膜受容体がGPCRではない生理活性を有することを証明した。以上の研究成果により、脂肪酸を対象とした代謝疾患解明や脂肪酸受容体を標的とした創薬応用のみならず、“医食同源”の概念による生活習慣病や免疫疾患を対象とした機能性食品応用への新たな知見を提供するものと期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The short chain fatty acid receptor GPR43 regulates inflammatory signals in adipose tissue M2-type macrophages (2017)
  • Author(s): Nakajima Akira、Nakatani Akiho、Hasegawa Sae、Irie Junichiro、Ozawa Kentaro、Tsujimoto Gozoh、Suganami Takayoshi、Itoh Hiroshi、Kimura Ikuo
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 12 Issue: 7 Pages: e0179696-e0179696
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0179696
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Membrane progesterone receptor beta (mPRβ/Paqr8) promotes progesterone-dependent neurite outgrowth in PC12 neuronal cells via non-G protein-coupled receptor (GPCR) signaling. (2017)
  • Author(s): Kasubuchi M, Watanabe K, Hirano K, Inoue D, Li X, Terasawa K, Konishi M, Itoh N, Kimura I.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 7 Issue: 1 Pages: 5168-5168
  • DOI: 10.1038/s41598-017-05423-9
  • NAID: 120006364107
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Anti-Inflammatory and Insulin-Sensitizing Effects of Free Fatty Acid Receptors. (2017)
  • Author(s): Miyamoto J, Kasubuchi M, Nakajima A, Kimura I
  • Journal Title: Handb Exp Pharmacol Volume: 236 Pages: 221-231
  • DOI: 10.1007/164_2016_47
  • ISBN: 9783319506920, 9783319506937
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of short-chain fatty acid in blood pressure regulation (2016)
  • Author(s): Miyamoto J, Kasubuchi M, Nakajima A, Irie J, Itoh H, Kimura I
  • Journal Title: Curr Opin Nephrol Hypertens Volume: 25 Issue: 5 Pages: 379-383
  • DOI: 10.1097/mnh.0000000000000246
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Gut microbiota and obesity (2017)
  • Author(s): I. Kimura
  • Organizer: 5th Biennial Congress of the Asian Neurogastroenterology & Motility Association
  • Place of Presentation: Osaka-fu, Osaka-shi, Osaka International Convention Center
  • Year and Date: 2017-03-23
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 腸内細菌代謝産物による宿主エネルギー制御機構 (2017)
  • Author(s): 木村 郁夫
  • Organizer: 第51回糖尿病学の進歩
  • Place of Presentation: 京都府、京都市、国立京都国際会館
  • Year and Date: 2017-02-17
  • Invited
• [Presentation] Dietary gut microbial metabolites and host energy homeostasis (2017)
  • Author(s): Ikuo kimura
  • Organizer: 2017 International Congress on Obesity and Metabolic Syndrome (ICOMES)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 腸内細菌由来代謝産物と宿主エネルギー代謝 (2017)
  • Author(s): 木村郁夫
  • Organizer: 第17回日本抗加齢医学会総会
  • Invited
• [Presentation] 腸内代謝脂肪酸による生体エネルギー代謝機構 (2017)
  • Author(s): 木村郁夫
  • Organizer: 第71回食糧・栄養学会
  • Invited
• [Presentation] 腸内細菌によるエネルギー代謝調節機構 (2016)
  • Author(s): 木村 郁夫
  • Organizer: 第37回日本肥満学会
  • Place of Presentation: 東京都、江東区、東京ファッションビル
  • Year and Date: 2016-10-07
  • Invited
• [Presentation] 腸内細菌代謝産物、短鎖脂肪酸と肥満 (2016)
  • Author(s): 木村 郁夫
  • Organizer: 第63回日本実験動物学会総会
  • Place of Presentation: 神奈川県、川崎市、ミューザ川崎シンフォニーホール
  • Year and Date: 2016-05-18
  • Invited
• [Presentation] 食物繊維、腸内細菌、短鎖脂肪酸と宿主代謝制御 (2016)
  • Author(s): 木村 郁夫
  • Organizer: 第89回日本内分泌学会学術総会
  • Place of Presentation: 京都府、京都市、国立京都国際会館
  • Year and Date: 2016-04-21
  • Invited
• [Book] 医学のあゆみ 特集号 Vol.264, No.1 腸内細菌と肥満－宿主エネルギー代謝制御における腸内細菌の役割 (2018)
  • Author(s): 木村 郁夫
  • Total Pages: 128
  • Publisher: 医歯薬出版
• [Book] 実験医学（増刊号） Vol.35, No.20 老化・代謝制御における腸内細菌叢 (2017)
  • Author(s): 宮本 潤基、中谷 明穂、木村 郁夫
  • Total Pages: 212
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 9784758103671
• [Book] 実験医学（増刊号）Vol.35, No.2 腸内細菌叢を介した宿主エネルギー代謝と免疫制御機構‐糖尿病治療に向けて (2017)
  • Author(s): 中島啓、 木村 郁夫
  • Total Pages: 236
  • Publisher: 羊土社
• [Book] Diabetes Frontier. Vol. 27, No. 3 腸内環境のフロンティア (2017)
  • Author(s): 木村郁夫、粕渕 真由、宮本 潤基
  • Publisher: メディカルレビュー社
• [Book] 最新医学. Vol. 71, No. 9 腸内細菌による宿主エネルギー代謝制御機構 (2017)
  • Author(s): 中島啓、宮路 茜、木村郁夫
  • Publisher: 最新医学社
• [Book] The Lipid. Vol. 27, No. 2 腸内細菌と短鎖脂肪酸 (2017)
  • Author(s): 宮本 潤基、粕渕 真由、長谷川 沙恵、木村 郁夫
  • Total Pages: 84
  • Publisher: メディカルレビュー社
• [Book] 食品と開発. Vol. 51, No. 4 食由来腸内細菌代謝産物、短鎖脂肪酸の代謝制御機能 (2016)
  • Author(s): 木村 郁夫、長谷川 沙恵、粕渕 真由、宮本 潤基
  • Total Pages: 104
  • Publisher: UBMメディア
• [Remarks] 東京農工大学 木村研究室
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~kimura/
• [Remarks] 東京農工大学 木村研究室
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~kimura/