2015 Fiscal Year Research-status Report
消化管粘膜上皮における化学物質受容機構に関する研究
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15K08182
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
桑原 厚和 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 教授 (60142890)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 脳腸相関 / 散在性化学受容機構 / 高次脳機能 / ネルギー制御 / 恒常性維持機構 / 腸内細菌 / メタボリックシンドローム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「腸は心の鏡」などと言われるように、古くからまた経験的にも脳と腸との間には緊密な機能的相関（脳－腸相関）があることが知られている。しかしながら、この機能的相関についての科学的な知見は殆ど無いのが現状である。近年、特に２００５年以降、消化管の粘膜上皮にも味覚を受容する感覚情報受容機構と類似の化学物質受容機構の存在が明らかとなりつつあり、外来から進入する各種の化学物質や腸内細菌の有する膨大な遺伝情報を基に作られる化学物質などがこの受容機構を介して局所の消化管機能や生体でのエネルギーバランスの制御、さらには高次脳機能制御にも関与しているのではと考えられるようになってきた。しかしながら、消化管からの情報がどのような機構で脳に伝えられ、さらにその情報がどのような機構で生体の恒常性維持に寄与しているかについてはほとんど明らかではない。その理由として、脳－腸相関を駆動するための最初のステップとなる消化管での化学受容機構に関する知見の集積が不十分である事があげられる。
本研究は上述の観点から消化管における化学物質受容機構について組織学および生理学的観点から明らかにしようと企画した。
本年度は、以前から申請者らが同定してきた化学物質受容細胞に加え腸管粘膜上皮に存在する化学物質受容細胞の同定と細胞内に含まれる情報伝達物質についての検索を行い、新しくXeninというペプチドが消化管の上皮細胞に発現していることを明らかにした。この新規ペプチドXeninは消化管局所のイオン分泌や消化管運動にも影響することを明らかにし、２０１４年タイ・バンコクで開催された8th FAOPS Congress (Nov.22-25, 2015)で報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
先行研究によりL型の腸内分泌細胞やBrush細胞などが消化管内腔に存在する化学物質を受容するためのセンサー細胞と考えられてきた。しかし、近年、遺伝子改変動物を用いた実験などからこれらの腸内分泌細胞は１種類の消化管ホルモンを含むのではなく、いろいろな外部環境の変化によりその発現挙動を変化させ数種類の消化管ホルモンを同時に発現させることが明らかになってきた。そのため、消化管ホルモンの発現動態について再検討の必要に迫られ既存の消化管ホルモン含有細胞についての発現動態について現在再検討中である。これが、本研究進捗の遅れの原因である。さらに、研究概要の項で述べたように、申請者らはXeninという新規ペプチドが消化管で生理作用を発揮することを明らかにした。そのため、現在Xeninの消化管での発現動態を明らかにするためXeninに対する特異抗体を作成中である。また、先行研究によりXeninはNeurotensin受容体と同様の受容体を介して作用を発現すると言われているが、申請者らの予備検討によりXeninはNTR1とは違う受容体を介してその生理作用を発現している可能性が示唆された。そのため、Xeninに対する各種フラグメントを作成し受容体の発現動態についても検討する予定にしている。
また、管腔内刺激による消化管ホルモン放出動態についても、解析用チャンバーの容積を小さなものにすることで精度を上げることができるように新しいチャンバーシステムを構築した。
さらに、化学物質受容細胞から脳への情報伝達のための求心性神経との相互関係を明らかにするためには、受容細胞と求心性神経とを明瞭に染め分ける必要がある。現在その条件検討を行っているが、３次元的にセンサー細胞と求心性神経との位置関係を明確にするためにはさらなる時間を要する。
以上の要因が本研究の進捗を遅らせている原因であると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗状況で述べたように、研究の遅れている理由が明確なので、抗体の作成やフラグメントの作成についいては、以前から共同研究を行っている研究者に依頼する予定にしている。また、ホルモン測定用のチャンバーシステムについてはさらに改良し、チャンバーそのものも増設する予定にしている。
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| Causes of Carryover |
現在までの進捗状況で述べたように、新しく基礎的な解析を行う必要が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
化学物質受容体刺激により誘発される消化管ホルモンなどを含む化学伝達物質放出動態の精度を上げるためと効率化のために、さらに新規にチャンバーシステムを構築するための費用として使用する。
また、抗体作製やフラグメント作成のための費用として繰越経費を使用する予定にしている。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Short-chain fatty acid sensing in rat duodenum2015
Author(s)
Akiba Y, Inoue T, Kaji I, Higashiyama M, Narimatsu K, Iwamoto KI, Watanabe M, Guth PH, Engel E, Kuwahara A, and Kaunitz JD
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Journal Title
J. Physiol.
Volume: 593
Pages: 585-599
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Activation of muscarinic cholinoceptor ameliorates tumor necrosis factor-a-induced barrier dysfunction in intestinal epithelial cells.2015
Author(s)
Khan MR, Uwada J, Yazawa T, Islam MT, Krug SM, Fromm M, Karaki S, Suzuki Y, Kuwahara A, Yoshiki H, Sada K, Muramatsu I, Anisuzzaman AS and Taniguchi T.
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Journal Title
FEBS Lett.
Volume: 589
Pages: 3640-3647
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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