Creation of hybrid nutrition by integrating metabolic information from inside and outside the body

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K19746
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: UEBANSO Takashi 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任助教 (10581829)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 苑子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (30716634) ; 高橋 章 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (90304047)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 腸内菌叢

Outline of Final Research Achievements

To investigate the role of gut microbiota in deficiencies of four B-vitamins we conducted a comprehensive analysis of metabolites in mice treated or not with antibiotics. We identified glycolate (GA) as a novel marker of vitamin B2 (VB2) deficiency, and showed that gut microbiota sense dietary VB2 deficiency and accumulate GA in response. The plasma GA concentration responded to reduced VB2 supply from both the gut microbiota and the diet. These results suggest that GA is novel marker that can be used to assess whether or not the net supply of VB2 from dietary sources and gut microbiota is sufficient. We also found that gut microbiota can provide short-term compensation for host VB2 deficiency when dietary VB2 is withheld.

Free Research Field

栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒトを含む哺乳類の腸内細菌叢は、栄養素の摂取量および質に応答して代謝を変化させます。本研究では、腸内細菌叢のそのような性質を利用して、栄養素の欠乏した食事を摂取した際の代謝変化を腸内細菌叢、および宿主で網羅的に解析し、ビタミンB2欠乏によって増加する新しいバイオマーカをマウスにおいて発見しました。また、マウスの腸内細菌叢は、有意な量のビタミンB2を産生し、宿主に供給できることも明らかとなりました。このことは、腸内細菌叢を適切な状態にしておくことで、微量栄養素の欠乏を防ぐことが示唆されます。本研究は、今後、ヒトにおいてどのような腸内細菌叢が栄養素欠乏に対して効果があるか検討する契機となります。