食用カンナデンプンの食物アレルギー予防効果と免疫機能への影響

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K11654
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 田中 守 中部大学, 応用生物学部, 講師 (00612350)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 呂 鋭 中部大学, 応用生物学部, 講師 (80381862) ; 渡邊 浩幸 高知県立大学, 健康栄養学部, 教授 (30369425) ; 竹井 悠一郎 高知県立大学, 健康栄養学部, 講師 (10711377) ; 吉本 好延 聖隷クリストファー大学, リハビリテーション学部, 教授 (60627371)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 食用カンナデンプン / Ⅰ型アレルギー / 予防効果 / 免疫機能 / 消化管

Outline of Annual Research Achievements

2019年度の研究実施計画として，カンナデンプンの特性解析とⅠ型アレルギーモデルマウスを用いた評価を行った。デンプン特性は，食用カンナを含む6種類のデンプンを使用し，アミロース/アミロペクチン含量およびレジスタントスターチ含量を測定した。結果，カンナデンプンのアミロース含量およびレジスタントスターチ含量は，他の全てのデンプンと比較し有意に高値を示した。Ⅰ型アレルギーモデルマウスを用いた評価は， 5週齢のBALB/c雌マウスをControl群，OVA群，OVA-Canna群の3群に分け，Control群，OVA群にはAIN-93G，OVA-Canna群には10％カンナデンプンを添加したAIN-93Gを5週間摂取させた。また，OVA群，OVA-Canna群には，14，28日目に卵白アルブミン（OVA）を含むアルミニウムアジュバントを腹腔内に投与し，OVA感作マウスを作製した。実験開始29日目に，感作マウスの胃内にOVAを投与30分後に，血清および盲腸内容物を採取し，OVA吸収量の測定と盲腸内容物の解析を行った。結果，門脈血中OVA濃度は，Control群およびOVA群と比較しOVA-Canna群で低下傾向を示したものの有意な低下が認められなかった。腸内細菌叢は，3群間で腸内細菌叢に有意な変化は認められなかったが，一部のマウスでclostridium cluster IVは、Canna群にのみ見られた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

カンナデンプンの特性解析はおおむね順調に進行している。一方，カンナデンプンを摂取させたⅠ型アレルギーモデルマウスを用いた評価では，非感作マウスを用いたこれまでの実験結果と必ずしも一致しなかった。アレルギー体質による影響が考えられるが，カンナデンプンの摂取期間や摂取する量が関係しているのかもしれないため，再度条件を検討し，再現性の有無を評価する必要がある。

Strategy for Future Research Activity

現在の進行状況の理由に挙げた課題に加え，今後の研究の推進方策としては，2020年度は，アレルゲンの動態観察と大腸の制御性T（Treg）細胞関連遺伝子発現についての評価を行う。具体的にアレルゲンの動態観察は，カンナデンプンを4週間摂取させたOVA感作マウスにOVAを投与した後，門脈血中OVA濃度の測定および小腸と肝臓中OVAを，OVA抗体を用いてウエスタンブロットおよび免疫染色による評価を行う。また、採取した小腸および肝臓から組織切片を作製する。その後，OVA抗体を用いたOVAの観察および消化管のバリア機能を制御するTJと周辺タンパク質の免疫染色を行う。Treg関連遺伝子発現評価は，大腸よりmRNAを抽出してcDNAを作製した後，RT real-timePCR法にて、ハウスキーピング遺伝子としてActinを用い，Treg細胞の転写因子であるFOXP3およびTh2細胞の転写因子であるGATA3の遺伝子発現量を測定する。
2021年度は，消化管のバリア機能を制御するタイトジャンクション（TJ）についての評価を行う。TJについては，小腸のTJと周辺タンパク質を，関連抗体を用いてウエスタンブロットおよび免疫染色による評価を行う。加えて，過去2年間の結果から，更なる詳細を検討する必要が出てきた場合は，プライマリー細胞及び培養細胞を用いて評価する。データ解析3年分の研究成果を総合的に解析する。

Causes of Carryover

理由：研究代表者の田中と研究分担者の渡邊、呂は予定通り今年度必要な予算を使用したが、完全に使い切ることができず5,569円が余ってしまった。研究分担者の竹井が行う細胞および動物実験による免疫学的評価、研究分担者の吉本が行うデータおよび統計解析を今年度行うことができなかったため、予定していたそれぞれの予算、各100,000円を使用することができなかった。
計画：今年度余った5,569円については次年度田中が、残りの200,000円については100,000円ずつ竹井、吉本が今年度行う予定だった予算として次年度使用することを計画している。

Research Products

• [Presentation] 食用カンナのデンプン特性とマウス腸内細菌叢に及ぼす影響 (2020)
  • Author(s): 田中 守,恋田彩加,加藤 匠 ,三宅香穂,都築雅士,高橋 永,矢野哲,竹本和仁,井治賢希,山田晋行,渡邊浩幸
  • Organizer: 第74回 日本栄養・食料学会大会