A novel strategy for preventing postoperative delirium using indigestible oligosaccharides

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K17841
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 西原 教晃 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (70836436)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フレイル / 術後せん妄 / 腸内細菌叢 / セロトニン

Outline of Annual Research Achievements

フレイルモデルとして妥当とされる26週齢の老化促進モデルマウス（SAMP10）に、水または5％ラフィノース水を4週間摂取させた後に、それぞれ腹部手術を施行し、手術6時間後に術後せん妄の多角的な評価と腸内細菌叢の解析を行った。評価は、海馬内の炎症性サイトカインをqRT-PCRで、血清中の炎症性サイトカインやストレスホルモン、セロトニンをELISAで、せん妄を行動学的解析で、腸内細菌叢を次世代シーケンサーによるメタゲノム解析で行った。
ラフィノース投与によって、海馬内炎症性サイトカインおよびBDNFに有意差はなかったが、血清中のIL-6、コルチコステロンは有意に低下した。また、手術群で血清中セロトニン濃度は有意に低下したが、ラフィノース投与群では正常だった。行動学的解析では、ラフィノース投与群で有意にせん妄様行動が改善した。腸内細菌叢のメタゲノム解析では、ラフィノース投与群で手術群に比べ多様性が改善し、セロトニン産生菌の増加があった。
ラフィノース投与によって腸内細菌叢の多様性が増加し、それに伴ってセロトニン産生が亢進した。本結果より術後の超急性期には、ラフィノース投与が神経炎症とは別の機序にも作用し、術後せん妄を改善する可能性が示唆された。