2016 Fiscal Year Research-status Report
大腸内の菌叢構造への習慣的多量飲酒の影響解明と飲酒関連大腸発がんモデルの提案
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15K14682
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中山 亨 東北大学, 工学研究科, 教授 (80268523)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アセトアルデヒド / 活性酸素 / 腸内細菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの疫学的研究から，習慣的飲酒量と大腸における発がんリスクには正の相関があることが報告されている．飲酒によって摂取したエタノール（EtOH）が大腸粘膜近傍でgroup1の発がん物質アセトアルデヒド（AcH）に変換され，このAcHとDNAとの付加体が形成され突然変異が誘発されることが，発がんの一因となると考えられている．またEtOHの酸化によって生成するNADHがミトコンドリアの電子伝達系で再酸化される際に，活性酸素種が発生してそれが大腸の粘膜上に蓄積することも発がんの原因となると考えられている．腸内細菌の一種Bifidobacteriumを，活性酸素種の一種であるH2O2に曝露したところ，酸化ストレスに応答してヘテロ乳酸発酵経路が変動し，AcHの蓄積が増加し，有機酸の蓄積が停止した．またLactobacillusにおいても酸化ストレスに応答して乳酸の蓄積が停止し，AcHの蓄積が増大することが確認され，またアセチルCoA生成に関連する酵素遺伝子の発現量の増加が確認された．Lactobacillusでは，酸化ストレスの付与により乳酸生成関連酵素遺伝子の発現量は大きく減少しないものの，乳酸生成の前駆体となるピルビン酸が他の物質に変換されることで，乳酸生成の減少に関与したと考えられた．また，乳酸生成に必要な還元剤NADHが，活性酸素種を除去する機構において優先的に使用されるために，乳酸生成の減少につながった可能性もある．今回，腸内乳酸菌において，活性酸素種による酸化ストレスに応答した乳酸生成の減少，アセチルCoA生成の増加に関わるような代謝変動が判明した．今後，酸化ストレス応答による代謝変動の原因を明確化し，酸化ストレスの発がんへの寄与を明らかにすることが求められる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
アセトアルデヒド等の代謝物の定量に必須なガスクロマトグラフ装置・オートサンプラーが故障した．専門業者によってこの故障は修復不可能と判断された．やむを得ず，手動での注入分析に切り替えたが，分析すべき検体数が著しく多いことから，研究の進捗に大きな支障を来すこととなった．
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| Strategy for Future Research Activity |
現状を打開するため，年度末にオートサンプラーを新規に購入し，効率のよい分析を再開することとなった．
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| Causes of Carryover |
今年度の終盤になって分析装置が故障し，更新することとなった．分析が停滞したため，膨大な数の分析すべきサンプルが残っており，次年度もその分析を継続する必要がある．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記分析に必要な化学試薬や消耗品の購入に充当する．
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[Journal Article] Major anaerobic bacteria responsible for the production of carcinogenic acetaldehyde from ethanol in the colon and rectum2016
Author(s)
Atsuki Tsuruya, Akika Kuwahara, Yuta Saito, Haruhiko Yamaguchi, Natsuki Tenma, Makoto Inai, Seiji Takahashi, Eri Tsutsumi, Yoshihide Suwa, Yukari Totsuka, Wataru Suda, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Takeshi Mizukami, Akira Yokoyama, Takefumi Shimoyama, and Toru Nakayama
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Journal Title
Alcohol and Alcoholism
Volume: 51
Pages: 395-401
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Ecophysiological consequences of alcoholism on human gut microbiota: implications for ethanol-related pathogenesis of colon cancer2016
Author(s)
A. Tsuruya, A. Kuwahara, Y. Saito, H. Yamaguchi, T. Tsubo, S. Suga, M. Inai, Y. Aoki, S. Takahashi, E. Tsutsumi, Y. Suwa, H. Morita, K. Kinoshita, Y. Totsuka, W. Suda, K. Oshima, M. Hattori, T. Mizukami, A.Yokoyama, T. Shimoyama & T. Nakayama
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 27923-27923
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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