2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of mechanisms underlying the link between nutritional modulation of gut microbiota and gut-multiorgan crosstalk that can promote health span extension in older adults
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18H05299
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Suzuka University of Medical Science |
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Principal Investigator |
豊田 長康 鈴鹿医療科学大学, 公私立大学の部局等, 学長 (40126983)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川西 正祐 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (10025637)
畠中 泰彦 鈴鹿医療科学大学, 保健衛生学部, 教授 (10309601)
大井 一弥 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (40406369)
佐藤 英介 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (60211942)
鈴木 宏治 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (70077808)
郡山 恵樹 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 准教授 (70397199)
西田 圭吾 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 准教授 (80360618)
栃谷 史郎 鈴鹿医療科学大学, 保健衛生学部, 准教授 (90418591)
葛原 茂樹 鈴鹿医療科学大学, 看護学部, 教授 (70111383)
中東 真紀 鈴鹿医療科学大学, 保健衛生学部, 准教授 (00440785)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 腸内細菌 / 高齢者 / フレイル / 嚥下 / 亜鉛 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
寿命の長短から寿命の質へ、健康寿命延伸への取り組みが実施されている。本学ではこれまでに薬食同源の視点から高齢者の栄養改善により、高齢者で問題となるフレイルやサルコペニアの向上に努め、科学的根拠を追求している。一方で、健康と腸内細菌叢との関連性が示されつつあり注目を集めている。しかし高齢者が栄養を摂取した際に生じる腸内細菌叢のバランスの変化、腸内細菌代謝物、高齢者の脳、筋肉、皮膚、大腸、血管/血液といった各臓器や組織に与える影響に関する理解は十分になされていない。
本研究では、高齢者の栄養問題、腸内細菌叢の変化 、腸内細菌の代謝物機能解析、宿主臓器との相互作用を一括し、腸-多臓器連関という枠組みで、その分子機序を解明することを目的とする。本年度は、ヒト臨床研究と並行して計画している下記項目に示す各種マウスモデルにおける栄養素と腸内細菌叢の解析に着手した。①脳-腸相関のマウスモデルとして中鎖脂肪酸を2週間摂取させたマウスを用い腸内細菌叢と脳内炎症の解析した。②
血管/血液-腸相関として、ヒトエグサ由来ラムナン硫酸を4週間摂取させたマウスの腸内細菌叢と血管炎症の調査。③大腸-腸相関として、グリチルリチン酸を18週間マウスに投与し、マウス腸内細菌叢への影響を調査したところ、抗腫瘍効果が示されているグリチルリチン酸投与群において、腸内細菌叢の菌量や多様性に変化が認められた。いずれのマウスモデルにおいても各種栄養素における腸内細菌叢や腸内細菌代謝物の変動と、臓器連関との詳細を解析中である。
ヒト臨床研究では栄養素として亜鉛に着目し高齢者へ栄養改善を実施した際の腸内細菌叢を解析し、合わせて高齢者のフレイル状態や嚥下機能、認知機能への影響について調査する予定で、入居者（47名）へのインフォームド・コンセントを含む特別養護老人ホームとの連携を図った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
特別養護老人ホーム入居者を対象としたヒト臨床研究に関して、臨床研究倫理審査委員会の審査をへて、インフォームドコンセント実施済み47名のボランティアの協力が得られる体制が整った。実際の試験開始にあたって、特別養護老人ホームとの連携も始まっておりおり、亜鉛サプリメント摂取による腸内細菌叢と高齢者フレイルの調査を開始するための準備が万全に整った。これに加えて、腸内細菌叢や腸内細菌代謝物と多臓器連関の分子機序を明らかとすべくモデル動物実験も開始し、いくつか興味深いデーターが得られつつあり、順調に遂行できていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H31年度は、昨年度に実施したヒト介入試験の準備を踏まえ、亜鉛サプリメント摂取による腸内細菌叢の解析を実行する。本学の関連施設である白子の森ホームに入居している高齢者を対象に必須微量元素である亜鉛栄養成分を８週間与える介入試験を実施する。事前にインフォームド・コンセントにて承諾していただけた47名の被験者を亜鉛サプリメント摂取群と非摂取群に分ける。亜鉛サプリメント介入後に糞便採取を行い、糞便から核酸抽出し、次世代シーケンサーで遺伝子配列の解析を実施する。得られた配列により系統分類解析を行うことでヒト腸内細菌叢の菌種組成を明らかとする。また、糞便中の短鎖脂肪酸（酢酸、プロピオン酸、酪酸）・胆汁酸（コール酸 、デオキシコール酸等）の解析を行う。亜鉛栄養素は、様々な臓器に影響を及ぼすことが考えられており、亜鉛介入試験後、筋肉機能試験として高齢者の嚥下機能を解析する。認知症試験として簡易な認知度テストを実施する。皮膚バリア機能試験として非侵襲性の皮膚機能測定装置を用いることで、皮膚フレイル状態を反映するマーカー（皮膚の肥厚、角層水分量、経表皮水分喪失量など）を経時的に測定し、高齢者の皮膚フレイル状態の客観的な評価を実施する。また、フレイルとロコモのイレブン・チェックを実施することで、被験者のフレイル状態を把握する。これらに加えて、腸-多臓器連関との分子機序を明らかとすべく、下記のマウスモデル系を用いて、昨年度に引き続き解析を実施する。
①皮膚-腸相関：亜鉛を豊富に含む飼料摂取によるマウス腸内細菌叢への影響と皮膚バリア機能
②脳-腸相関：中鎖脂肪酸によるマウス腸内細菌叢への影響と脳内炎症
③血管/血液-腸相関ヒトエグサ由来ラムナン硫酸によるマウス腸内細菌叢への影響と炎症への関与
④大腸-腸相関グリチルリチン抗炎症作用によるマウス腸内細菌叢への影響と発がん予防
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