2020 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms of gastrointestinal hormone secretion by intestinal bacterial metabolites
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17K08529
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
坪井 貴司 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (80415231)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北口 哲也 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (60432374)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生理学 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
認知症や自閉スペクトラム症、糖尿病や肥満症との関連が指摘されている腸内細菌代謝産物３０種類について、生細胞イメージングスクリーニングとELISAスクリーニングによって消化管ホルモン、特にグルカゴン様ペプチド-1（GLP-1）の分泌を引き起こす腸内細菌代謝産物の同定を試みた。解析の結果、６種類の腸内細菌代謝産物によって、消化管ホルモン分泌が増強されることが分かった。一方、２種類の腸内細菌代謝産物によって消化管ホルモン分泌が抑制されることも分かった。
腸内細菌代謝産物による消化管ホルモン分泌増強機構を解明するために、細胞の代謝状態を可視化解析するための緑色グルコースおよび乳酸センサーを開発した。開発したセンサーを小腸内分泌細胞株に発現させ、ある腸内細菌代謝産物を細胞に投与したところ、細胞内Ca2＋濃度上昇だけでなく、グルコース濃度の上昇が観察された。一方、細胞内のセカンドメッセンジャーであるcAMPやcGMP濃度には変化が見られず、細胞内のATPおよび乳酸濃度においても変化は見られなかった。ある腸内細菌代謝産物の投与による細胞内Ca2＋濃度上昇は、Gqタンパク質の阻害剤によって阻害された。また、グルコーストランスポーターを阻害することで、細胞内グルコース濃度上昇は阻害された。これらの結果から、ある腸内細菌代謝産物は、Gq共役型受容体を介して細胞を活性化し、その結果グルコーストランスポーターを何らかのメカニズムで活性化して細胞内へのグルコース取り込みを促進している可能性が示唆された。
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Research Products
(1 results)
