Clarification of the relation between gut microbiota and intestinal neoplasia with the difference in microbial control

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K06046
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: 小久保 年章 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 技術安全部, 課長(定常) (10425663)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 有香 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 技術安全部, 主任研究員(定常) (40415435) ; 相澤 竜太郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 技術安全部, 研究員(定常) (70814680)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 腸内細菌叢 / メタゲノム解析 / Apc Minマウス / 大腸がん / SPF動物 / コンベンショナル動物

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、大腸がんモデル動物のApc Minマウスを用い、SPFないしコンベンショナルな飼育環境で発生する消化管腫瘍が、腸内細菌叢とどのような関係になっているか、また放射線照射により細菌叢の変化がどのように影響するかについて明らかにし、大腸がん対策の基礎データとすることを目的として進めている。
2018年度は、先行実験において、SPF飼育環境又はコンベンショナル飼育環境下で、Apc Minマウスに2週齢時に放射線照射し、その後30週齢時に盲腸内容物を採取して凍結保管していたので、これらの試料よりDNA抽出をして16S rRNAのメタゲノム解析を行った。即ち、次世代シークエンスにより決定した塩基配列について、QIIME1.8.0ソフトを用いて97％の類似性でOTU (operational taxonomic unit)を取得し、UniFrac解析をしたところ、SPF環境又はコンベンショナル環境、更に放射線照射の有無により、それぞれの細菌叢の構成に類似性がないことが分った。詳細な細菌叢の解析を進めているが、p_Actinobacteria、p_Bacteroidetes、p_Firmicutes、p_Proteobacteriaの４つの門に98％以上が含まれていた。また細菌叢の特徴として、放射線照射の有無に関係なくSPF飼育環境下のマウスは、コンベンショナル飼育環境のマウスに比べp_Bacteroidetes門の比率が高く、p_Actinobacteria門とp_Proteobacteria門の比率は低いことが分った。
ビニールアイソレータでの実験をするために、Apc Minマウスの初期胚を体外受精にて作出し、凍結保存を行った。またビニールアイソレータを用いて、無菌のApc Minマウスの作出の準備を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ビニールアイソレータの微生物のコンタミがあったため、無菌状態のApc Minマウスを作出できなかった。ビニールアイソレータ再立ち上げの準備を行っている。

Strategy for Future Research Activity

ビニールアイソレータ再立ち上げを行い、無菌のApc Minマウスを作出し、SPF施設で飼育したマウス糞便、ないしコンベンショナル施設で飼育したマウス糞便を、無菌のApcMinマウスに投与して、SPF又はコンベンショナルなApcMinマウスを作出する。またこれらマウスは、2週齢時にX線を照射し、ビニールアイソレータ内で飼育を行い、定期的に糞便を採取して細菌叢の解析を進める。

Causes of Carryover

研究計画に従いほぼ予定通りに予算を執行したが、1円が次年度使用額として生じた。この金額と次年度使用予定額と合わせて、動物飼料、無菌マウス、消耗品、ゲノム等の解析に使用する計画である。