Luminal chemical sensing for the metabolites of intestinal microbiome: the physiological and pathophysiological study

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K08570
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Environmental physiology(including physical medicine and nutritional physiology)
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: Karaki Shin-Ichiro 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (00363903)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 保田 倫子 椙山女学園大学, 生活科学部, 講師 (00707036)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 腸マイクロバイオーム / 腸ケミカルセンシング / プロバイオティクス / 短鎖脂肪酸 / 腸管神経・内分泌・免疫系 / 腸上皮膜輸送 / Ussing chamber / 短絡電流法

Outline of Final Research Achievements

The aim of the study was to clarify the mechanism of chemical sensing for the metabolites of intestinal microbiome, and to investigate the possibility for application to irritable bowel syndrome and diarrhea during enteral nutrition.
Intestinal sensory mechanism of short-chain fatty acids, the predominant metabolites of intestinal microbiome, was investigated especially in the human intestine, and was revealed that it was different to the rodent intestine. In addition, it was investigated that an enteral formula containing fermented dairy products affected the components of cecal microbiome and organic acid concentrations, changing the epithelial ion transport activities in rat intestines.

Free Research Field

消化管生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、腸マイクロバイオームが腸管のみならず全身の生理作用に影響を与えていると考えられるようになってきたが、腸マイクロバイオームがどのように全身の機能にまで影響を与えているのかは、現時点ではほとんど不明である。
研究代表者は、その作用機序には、腸粘膜上皮に存在するの管腔内化学受容機構を介して、神経系・内分泌系・免疫系に働きかける機構が関与していると考えている。したがって、管腔内化学受容機構を解明することで、私たち自身が腸管管腔側から直接、全身の生理作用に働きかけることができれば、医薬品や機能性食品の新たなターゲットになる可能性がある。本研究の成果は、そのさきがけになり得るものと考えている。