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Elucidation of the mechanisms of host cell aging originated from dysbiosis of gut microbiota

Publicly Offered Research

Project AreaEstablishing a new paradigm of the pathogenesis of diseases through the understanding of stem cell aging
Project/Area Number 17H05654
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

福田 真嗣  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任教授 (80435677)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywords老化 / 腸内細菌 / 代謝物質 / メタゲノム / メタボロゲノミクス / 腸管上皮細胞 / 腸管オルガノイド / メタボローム / 統合オミクス
Outline of Annual Research Achievements

ヒトの腸管内にはおよそ1000種類で40兆個にもおよぶとされる腸内細菌が生息しており、これらの集団(腸内細菌叢)は宿主腸管細胞と密接に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、メタボロゲノミクスを基盤とする統合オミクス解析手法を構築し、腸内細菌叢から産生される短鎖脂肪酸を初めとする代謝物質が、宿主の腸管局所のみならず、全身の恒常性維持に重要であることを明らかにした。また一方で、加齢に伴った宿主の消化吸収能の低下が腸内細菌叢の変化を招き、変化した腸内細菌叢がさらに宿主に作用することで、高脂肪食摂取時の肥満を促進するといった、腸内細菌叢を中心とした加齢に伴う負のスパイラルが存在することも見出した。そこで本研究では、これまで異種生物と考えられてきた腸内細菌叢を一つの臓器として捉え、そこから産生される腸内細菌叢由来老化関連因子について、無菌マウスや腸管オルガノイド技術を駆使して解析し、その機能を包括的に理解することを目的とする。
本年度は、昨年度実施した若齢および老齢の無菌およびSPFマウスより採取した腸管上皮と、それらのマウスの小腸・盲腸・大腸上皮幹細胞より作出した腸管オルガノイドのトランスクリプトーム解析を実施した。得られたデータから腸内細菌叢の存在により老化と共に特徴的に変化する遺伝子群を複数同定した。また腸内細菌叢のメタゲノム解析から、老化関連腸内細菌を数種同定した。今後は、これらの老化関連腸内細菌と宿主腸管の老化関連発現遺伝子群との関係について詳細な解析を実施する。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 11 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] A Metabolomic-Based Evaluation of the Role of Commensal Microbiota throughout the Gastrointestinal Tract in Mice2018

    • Author(s)
      Yamamoto Yuri、Nakanishi Yumiko、Murakami Shinnosuke、Aw Wanping、Tsukimi Tomoya、Nozu Ryoko、Ueno Masami、Hioki Kyoji、Nakahigashi Kenji、Hirayama Akiyoshi、Sugimoto Masahiro、Soga Tomoyoshi、Ito Mamoru、Tomita Masaru、Fukuda Shinji
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: 101-101

    • DOI

      10.3390/microorganisms6040101

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Global metabolic reprogramming of colorectal cancer occurs at adenoma stage and is induced by MYC2017

    • Author(s)
      Satoh K, Yachida S, Sugimoto M, Oshima M, Nakagawa T, Akamoto S, Tabata S, Saitoh K, Kato K, Sato S, Igarashi K, Aizawa Y, Kajino-Sakamoto R, Kojima Y, Fujishita T, Enomoto A, Hirayama A, Ishikawa T, Taketo MM, Kushida Y, Haba R, Okano K, Tomita M, Suzuki Y, Fukuda S, Aoki M, Soga T.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A

      Volume: 114 Issue: 37

    • DOI

      10.1073/pnas.1710366114

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An equation-free method reveals the ecological interaction networks within complex microbial ecosystems2017

    • Author(s)
      Suzuki, K., Yoshida, K., Nakanishi, Y., Fukuda, S.
    • Journal Title

      Methods in Ecology and Evolution

      Volume: 8 Issue: 12 Pages: 1774-1785

    • DOI

      10.1111/2041-210x.12814

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 腸内細菌叢由来酪酸と炎症制御2017

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 35 Pages: 1702-1707

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 腸内環境に基づく個別化医療・ヘルスケアの必要性2018

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第67回日本アレルギー学会学術大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The impact of gut microbiota-derived metabolites in tumorigenesis2018

    • Author(s)
      Shinji Fukuda
    • Organizer
      The 77th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 疾患制御における腸内細菌叢由来代謝物質の役割2018

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第12回メタボロームシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A metabologenmic approach reveals the function of gut microbiota in health and disease2018

    • Author(s)
      Shinji Fukuda
    • Organizer
      The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Society Congress (FAOPS 2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 腸内環境に基づく個別化ヘルスケアの必要性2017

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第22回日本フードファクター学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] もう一つの臓器、腸内細菌叢の機能に迫る2017

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第62日本口腔外科学会総会・学術大会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす生体恒常性機構2017

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第42回日本医用マススペクトル学会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 腸内微生物生態系の制御による新たな疾患予防・治療戦略2017

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第31回日本バイオフィルム学会学術集会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 腸内環境の制御による新たな疾患予防・治療基盤技術の創出2017

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第27回日本サイトメトリー学会学術集会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] メタボロゲノミクスがもたらす腸内細菌叢の機能理解2017

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第17回日本抗加齢医学会総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 腸内環境の制御による新たな疾患予防・治療基盤技術の創出2017

    • Author(s)
      福田真嗣
    • Organizer
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 抗炎症剤2018

    • Inventor(s)
      福田真嗣、田中一己
    • Industrial Property Rights Holder
      福田真嗣、田中一己
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 早期大腸癌の検出方法2018

    • Inventor(s)
      山田拓司、福田真嗣、谷内田真一
    • Industrial Property Rights Holder
      山田拓司、福田真嗣、谷内田真一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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