2020 Fiscal Year Annual Research Report
アンモニアによる腸管恒常性の破綻機序の解明ー異常エピジェネティクス制御に着目して
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19H04052
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
鈴木 卓弥 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (30526695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 亮 摂南大学, 農学部, 教授 (70443926)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アンモニア / 腸管バリア / タイトジャンクション / 短鎖脂肪酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究により、アンモニアによる腸管バリア損傷は、細胞内のレドックス状態を変化させたり、ATP合成を低下させることが部分的に関わることも明らかになった。そこで、本年度は腸管上皮細胞のメタボロームへのアンモニアの影響とアンモニアの作用を軽減する食品成分の探索を目指した。
【Expt1】アンモニアを作用させた腸管上皮細胞を用いて、細胞内の代謝物の変化を探索したところ、αケトグルタル酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸などのクエン酸サイクルの代謝物、解糖系やクエン酸サイクルで作られるNADPHが減少した。併せて、アンモニアによりミトコンドリアの膜電位の減少、電子伝達系に関わる遺伝子群の発現の低下が確認された。しかしながら、抗酸化剤であるNアセチルシステインは、アンモニアによる腸管バリア損傷を軽減するものの、ミトコンドリアの各種指標には影響しなかった。これらの結果より、アンモニアによる酸化ストレスを介した腸管バリア損傷は、ミトコンドリア機能障害の下流にあることが示された。
【Expt2】食物繊維の主要な代謝物である短鎖脂肪酸による、アンモニアによる腸管バリア損傷への影響を探索した。酢酸、プロピオン酸、酪酸はバリア損傷を軽減したが、なかでも酪酸は低用量でも明確な作用を示した。短鎖脂肪酸による腸管バリア保護作用は、タイトジャンクション構造の維持と関連付けられた。これらの結果から、食物繊維の腸内発酵により賛成する短鎖脂肪酸は、アンモニアによる腸管バリア損傷を軽減し、慢性腎不全などの軽減に寄与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画にあった、アンモニアによる腸管上皮の細胞内代謝への影響の解析、アンモニアによる腸管バリア損傷を軽減する食品成分の探索も順調に進捗したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、アンモニアによる腸管バリア損傷の分子メカニズムの探索をさらに進めるとともに、腸管内のアンモニア蓄積に関わる腸内細菌の探索、それを軽減する食品成分の探索を進める。
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