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2019 Fiscal Year Research-status Report

消化管バリアにおける極長鎖脂質の分布と機能の解明

Research Project

Project/Area Number 19K07060
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

佐々 貴之  北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (20342793)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords脂質 / バリア / 脂肪酸
Outline of Annual Research Achievements

外部環境に晒されている生体を病原体や異物の侵入から守り、体内からの水分等の損失を防ぐ「生体バリア」は個体の恒常性維持の根幹を担う機能である。申請者は脂質と生体バリアに関する研究を行い、炭素数が20より長い脂肪酸からなる極長鎖脂質が体表のバリア機能(皮膚透過性バリア及び涙液バリア)に必須であることをこれまでに明らかにしている。
消化管は食事、喫煙、薬物などに由来する質・量共に多様な化学物質および体表とは異なる微生物に晒されている。また、消化管は部位により組織学的にも生理学的にも皮膚とは異なる特徴を示す。本研究では、消化管における極長鎖脂質の種類と量を明らかにすること及び極長鎖脂質の消化管バリア機能における役割を遺伝子改変マウスを用いて明らかにすることを目的として研究を行う。
今年度は、マウス消化管における脂質の種類・量を質量分析(LC-MS/MS)を用いて分析した。その結果、口腔及び食道において、バリア機能への関与が推定される極長鎖脂質が存在していることを明らかにした。この極長鎖脂質の機能を明らかにするため、極長鎖脂質の合成に関与する脂肪酸伸長酵素ELOVL1を口腔及び食道においてノックアウトする系の確立に取り組んだ。口腔及び食道で発現するプロモーターの制御下でCreを発現するトランスジェニックマウスを複数系統作製し、保有しているElovl1 floxマウスと交配した。口腔及び食道においてElovl1を最も高率でノックアウトする系統を選択し、ノックアウト系統を確立する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

口腔及び食道において、バリア機能への関与が推定される極長鎖脂質を見出した。また、口腔及び食道で脂肪酸伸長酵素を欠損させるための遺伝子改変マウスの作製が順調に進んでいる。これらの進展状況からおおむね順調と判断した。

Strategy for Future Research Activity

口腔及び食道において見出した極長鎖脂質が胃、小腸、大腸にも存在するかどうか解析する。また、この極長鎖脂質以外の脂質についても分析を進める。口腔及び食道においてElovl1を最も高率でノックアウトする系統を確立し、バリア機能を評価する。さらに、組織学的解析、タイト結合やムチン等の消化管バリア構成因子やバリア機能の破綻と関連した炎症マーカー等の発現解析を行う。

Causes of Carryover

計画に沿って使用したものの,若干の残額が生じた。次年度に物品費としての使用を計画している。

  • Research Products

    (15 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Severe Skin Permeability Barrier Dysfunction in Knockout Mice Deficient in a Fatty Acid ω-Hydroxylase Crucial to Acylceramide Production2020

    • Author(s)
      Miyamoto Masatoshi、Itoh Narumi、Sawai Megumi、Sassa Takayuki、Kihara Akio
    • Journal Title

      Journal of Investigative Dermatology

      Volume: 140 Pages: 319~326.e4

    • DOI

      10.1016/j.jid.2019.07.689

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Novel biallelic FA2H mutations in a Japanese boy with fatty acid hydroxylase-associated neurodegeneration2020

    • Author(s)
      Kawaguchi Masahiro、Sassa Takayuki、Kidokoro Hiroyuki、Nakata Tomohiko、Kato Kohji、Muramatsu Hideki、Okuno Yusuke、Yamamoto Hiroyuki、Kaname Tadashi、Kihara Akio、Natsume Jun
    • Journal Title

      Brain and Development

      Volume: 42 Pages: 217~221

    • DOI

      10.1016/j.braindev.2019.11.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reduced chain length in myelin sphingolipids and poorer motor coordination in mice deficient in the fatty acid elongase Elovl12019

    • Author(s)
      Isokawa Masashi、Sassa Takayuki、Hattori Satoko、Miyakawa Tsuyoshi、Kihara Akio
    • Journal Title

      FASEB BioAdvances

      Volume: 1 Pages: 747~759

    • DOI

      10.1096/fba.2019-00067

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 極長鎖スフィンゴ脂質の短鎖化によるミエリン厚低下と協調運動障害2020

    • Author(s)
      佐々貴之, 磯川昌志, 服部聡子, 宮川剛, 木原章雄
    • Organizer
      先端モデル動物支援プラットフォーム 成果発表会
  • [Presentation] アシル基転移酵素Awat1および2が産生する多様なエステル分子種によるドライアイ防止2020

    • Author(s)
      澤井恵, 大塚賢人, 宮本政宗, 丹野歩乃佳, 佐々貴之, 木原章雄
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
  • [Presentation] Acylceramide production and skin barrier formation by the fatty acid omega-hydroxylase CYP4F22/Cyp4f39.2019

    • Author(s)
      Itoh N, Ohno Y, Sassa T, Kihara A
    • Organizer
      FEBS Special Meeting on Sphingolipid Biology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分岐鎖脂肪酸の伸長と組織分布の解明2019

    • Author(s)
      丹野歩乃佳, 佐々貴之, 木原章雄
    • Organizer
      日本薬学会北海道支部146回例会
  • [Presentation] Very long-chain lipids produced by the fatty acid elongase ELOVL1 are important for myelin formation and motor coordination.2019

    • Author(s)
      Sassa T, Isokawa M, Kihara A
    • Organizer
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Establishment of Sjogren-Larsson syndrome model mouse leading to elucidation of the skin pathogenesis mechanism.2019

    • Author(s)
      Nojiri K, Fudetani S, Sassa T, Kihara A
    • Organizer
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 極長鎖脂質による体表バリアの形成2019

    • Author(s)
      佐々貴之, 木原章雄
    • Organizer
      第61回日本脂質生化学会
    • Invited
  • [Presentation] シェーグレン・ラルソン症候群皮膚病態モデルマウスの確立と病態発症機構の解明2019

    • Author(s)
      野尻光希, 筆谷周平, 佐々貴之, 木原章雄
    • Organizer
      第61回日本脂質生化学会
  • [Presentation] Decreases in chain lengths and level of myelin sphingolipids are associated with hypomyelination and deficient motor coordination in mice lacking fatty acid elongase ELOVL1.2019

    • Author(s)
      Sassa T, Isokawa M, Kihara A
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分岐鎖脂肪酸の伸長酵素および組織分布の解明2019

    • Author(s)
      丹野歩乃佳, 佐々貴之, 木原章雄
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
  • [Presentation] Very-long-chain lipids function as barrier lipids.2019

    • Author(s)
      Sassa T
    • Organizer
      The 10th Annual Congress of Pan Asian-Pacific Skin Barrier Research Society
    • Invited
  • [Remarks] 北海道大学大学院薬学研究院 創薬科学部門 生体機能科学分野 生化学研究室

    • URL

      http://www.pharm.hokudai.ac.jp/seika/index.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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