The Efficacy of dietary therapy and analysis of gut microbiota in liver surgery

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03743
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Uchida Yoichiro 京都大学, 医学研究科, 講師 (30597745)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 公治郎 京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (10848203) ; 宮内 智之 公益財団法人田附興風会, 医学研究所 腫瘍研究部, 研究員 (10852303) ; 渡邊 武 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 研究員 (40028684) ; 上本 伸二 滋賀医科大学, 医学部, 学長 (40252449) ; 影山 詔一 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (60707545)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 肝虚血再灌流障害 / 肝臓外科 / 絶食 / 5-アミノレブリン酸 / イヌリン / 腸内細菌叢 / 短鎖脂肪酸 / プロピオン酸

Outline of Final Research Achievements

We reported that dietary restriction (short-time fasting) markedly suppressed liver ischemia-reperfusion injury (IRI). By comprehensively analyzing the changes in metabolites in the liver, we found that 5-aminolevulinic acid (5-ALA) may have a similar effect as short-time fasting, and significantly reduced liver IRI in mice.
Next, we also found that inulin, a soluble dietary fiber, has a protective effect on liver IRI. The administration of Inulin significantly suppressed liver IRI by increasing short-chain fatty acid (propionic acid) in portal blood via changes in the gut microbiota (Bacteroides acidifaciens). We finally reported these findings in an international journal.

Free Research Field

肝臓外科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

肝切除における一時的血行遮断（プリングル法）は重要な出血軽減法であり、肝移植では臓器保存の観点からも肝虚血再灌流障害（Ischemia and reperfusion injury: IRI）の克服は急務な課題である。
短時間絶食下の肝IR刺激により変動した肝臓内代謝産物の変化を検索し、肝IRIを抑制しうる候補となる代謝産物として5-アミノレブリン酸(5-ALA)を同定した。5-ALAは臨床と密接に関わる物質であり今後の臨床応用が期待できる。また、腸内細菌が産生する短鎖脂肪酸が肝IRIを軽減することを報告した。短鎖脂肪酸は代謝栄養学にて注目されており今後の研究/臨床発展の将来性が期待される。