The effect of flavonoid from the mucosal side in intestinal organoids

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K05925
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 小酒井 貴晴 山形大学, 地域教育文化学部・理工学研究科, 教授 (70391480)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 腸管上皮 / イオン輸送 / Ussing-chamber / オルガノイド / 極性 / 腸管神経系

Outline of Annual Research Achievements

腸管のグルコース吸収の大部分を担っているNa+/グルコース共輸送体1(SGLT1)の輸送活性に及ぼす食品由来因子の研究は数多く実施されているものの、非特異的で副作用が強く、いまだ活用できるものは発見されていない。また、フラボノイドなどによる阻害効果の作用機序には不明な点が多い。もし、グルコースと同じように吸収されるならば、共輸送されるNa+流が計測できるはずである。一方で、Ussing-chamber法では組織を培養するため、上皮細胞に取り込まれたかどうかを判断することが難しい。そこで、オルガノイド培養系による新規評価法を開発して、従来のUssing-chamber法と比較しながら、グルコース吸収に及ぼすフラボノイドやその関連成分の影響を検討することとした。
昨年度までに、成マウスの小腸組織から幹細胞マーカーであるLGR5陽性細胞が約2倍多く含まれる単離条件でオルガノイド形成させ、実験を実施した。受精卵に準じたマイクロピペットによるハンドリングと管腔側への注入を試みた。しかし、形が崩れたり、のう胞状態に穴が空いたり、上手にハンドリングができなかった。満足な再現性を確保できる結果を得ることができなかった。今後も、検討を重ねるとしたら、単一細胞を扱うシステムを流用してシステムを構築すべきかもしれない。
一方で、フラボノイドや関連物質によるグルコース吸収の阻害効果は、従来のUssing-chamber法で継続して実施した。グルコースが吸収されている定常状態でプロアントシアニンを添加してもグルコース吸収は抑制された。この結果は、管腔側からプロアントシアニジンはSGLT-1を介したグルコースの吸収とNa+流を抑制することを示唆する。関連する他因子による影響、グルコース吸収だけではなく、能動的イオン輸送へ影響する因子の作用機序も解明した。