2020 Fiscal Year Annual Research Report

ムチンを介した宿主-腸内細菌の相利共生関係の解明とその応用

Research Project

Project/Area Number	20H02929
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	森田達也静岡大学, 農学部, 教授 (90332692)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	日野真吾静岡大学, 農学部, 准教授 (70547025)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	ムチン / 腸内細菌叢 / 短鎖脂肪酸
Outline of Annual Research Achievements	① 回腸-直腸吻合ラットを作製し，無繊維飼料を摂取させた回腸-直腸吻合ラットの糞便へのムチン量 (重量，O-結合性糖鎖当量)を測定した。その結果，上部消化管から大腸に流入するムチンは一日あたり150mg程度であり，O-結合性糖鎖当量換算では40μmolであることが明らかになった。 ②①の試験結果に基づき, 大腸へのムチン流入量が2倍（0.6％PM群）または3倍（1.2％PM群）となるように精製ブタ胃粘膜ムチンを添加した飼料を調製した。この飼料をラットに２週間摂取させ, 盲腸でのSCFA産生量, ムチン分解活性および16S rRNA遺伝子のメタゲノム解析を行った。その結果，盲腸でのSCFA産生量は精製ブタ胃粘膜ムチンの摂取量依存的に増加した。特に酪酸の増加比率は大きく，1.2％PM群では対照群の2倍にまで増加した。ムチン分解活性は1.2％PM群で対照群の1.5倍に上昇した。また，16S rRNAメタゲノム解析の結果，対照群と比較して、PMの摂取は、Hungatella hathewayi、Allobaculum stercoricanis、Clostridium oroticum、Marvinbryantia formatexigens、Lactobacillus johnsonii、Lactobacillus reuteri、Desulfovibrio desulfuricansの相対的な存在比を用量依存的に増加させ、コントロール群とPM1.2%群の間で有意な差が見られた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ラットでの上部消化管から大腸に流入するムチン量の推定および大腸に流入するムチン量の増加が腸内細菌叢に変化をもたらすことを明らかにできたため。
Strategy for Future Research Activity	①ムチンを構成する主要な糖であるN-アセチルグルコサミン, フコース, シアル酸を添加した飼料をラットに摂取させ, 盲腸でのSCFA産生量, ムチン分解活性および16S rRNA遺伝子のメタゲノム解析を行う。 ②ムチンおよびその構成糖を摂取させたラットの盲腸および結腸のIgA形質細胞およびTreg細胞比の測定（FACS）ならびに, 粘膜組織のサイトカイン発現パタンを測定する。