Temporal-spatial analysis of nutrient flow in the gastrointestinal tract and development of the artificial organ for flow sensing

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02932
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Tani Fumito 京都大学, 農学研究科, 教授 (70212040)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 涼輔 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (40390695) ; 池川 雅哉 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60381943)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 消化管 / メカノストレス / CRISPR/Cas9 / 栄養素 / イメージング質量分析 / 脂質消化吸収 / 遺伝子改変マウス / カルシウムセンサー

Outline of Final Research Achievements

The details of how a masticated and swallowed food mass flows in the digestive tract from the esophagus to the large intestine, and how the numerous nutrients interact with each other as they are digested and absorbed, remain unknown. In this project, we focus on the fact that not only the composition of food components but also their shape and physical properties affect the distribution of nutrients and the response of intestinal cells, and analyze the temporal and spatial distribution of nutrients in the intestinal tract using imaging mass spectrometry (IMS) with a spatial resolution of several tens of microns and microscopic visualization techniques to understand how intestinal cells sense the physical properties of digested products and regulate the metabolism of nutrients.

Free Research Field

食品化学、食品物理化学、食品生物工学、食品生理機能学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

健康長寿には腸機能の健全性は欠かせない。過敏性腸症候群といった腸関連疾患や肥満をはじめとする多くの生活習慣病に対する予防は、進化の過程で生まれた我々の腸の生理的な仕組みを正しく作動させることが前提と言える。様々な機能的な食品成分が消化管内でどのように分布し作用し得るのかを明らかにすることは、栄養素や薬物の送達効率を高めるために最適な構造や物性をもつ食品のデザインと開発につながり、脂質代謝を調節して肥満や糖尿病の予防などに貢献するという社会的意義がある。