Role of TICE in the efficacy and toxicity of plant sterols

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K11740
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 田中 裕滋 近畿大学, 大学病院, 講師 (00465650)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上硲 俊法 近畿大学, 大学病院, 教授 (20233934)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: TICE / 植物ステロール / コレステロールトランスポーター / 総胆管結紮

Outline of Annual Research Achievements

植物ステロール含有量の異なる油脂や植物ステロールを添加した食餌を摂取したラットに総胆管結紮(BDL)を施行することでTICEに如何なる影響を及ぼすか解明するために以下の実験を行った。方法:6週令雄性ラットに以下の4群の食餌を摂取させた。1)10%大豆油投与群(S) 2)10%ナタネ油投与群(R) 3)10%大豆油+0.5%植物ステロール投与群(SP) 4)10%ナタネ油+0.5%植物ステロール投与群(RP)。各々の飼料で2週間飼育した後にSham(S)術とBDL(B)を施行し72時間後に実験に供した。結果:①BDLにより血清ビリルビンとγGTの上昇を認めたがBSP群に比較してBRP群で抑制されていた。②糞中コレステロールはShamではSP群とRP群で著明に増加していた。一方、BDLにより胆汁排泄ルートが閉ざされるためSSP群に比較してBSP群では低下したがSham各群に比較してBS群、BR群、BRP群では抑制されなかった。BSP群やBR群と比較してBRP群では増加していた。③肝臓ではSS群とSR群に比較してSSP群とSRP群でLXRα、Abcg5、Abcg8の増加を認めた。Abca1はBDL全群で増加していた。BSP群とBR群に比較してBRP群でHMGCoARの増加を認めた。④小腸ではSS群に比較してSSP群でLXRα、Abcg5、Abcg8の増加を認め、SR群では加えてLDLレセプターの増加も認めた。LDLレセプターはSham各群に比較してBS群、BSP群、BR群で増加した。Abcg5とAbcg8はSham各群に比較してBSP群とBR群で低下したがBS群とBRP群では低下しなかった。以上よりShamでは植物ステロールによりTICEより胆管ルートから優位にコレステロールが排泄されることが示唆された。BDLではLDLレセプターとAbcg5/g8のTICEへの関与が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、植物ステロールの含量の異なる油脂や植物ステロールを添加した食餌を摂取させたラットにおいてSham術と総胆管結紮(BDL)を施行したところ、Shamでは植物ステロール添加により糞中コレステロールの著明な増加が認められた。BDL群では大豆油+植物ステロールで糞中コレステロールの低下が認められたが、大豆油群、ナタネ油群、ナタネ油+植物ステロール群では低下は認められなかった。遺伝子発現の解析では、Shamでは大豆油群とナタネ油群共に植物ステロール添加により肝のAbcg5/g8の増加が認められた。肝の類洞側に発現するAbca1はBDLにより全群において誘導された。一方、小腸の遺伝子発現に関しては、Shamで大豆油に植物ステロールを添加した群とナタネ油群でAbcg5とAbcg8の増加が認められたが、ナタネ油に植物ステロールを添加した群では増加が認められなかったこととナタネ油群で糞中コレステロールが増加しなかったことより、Shamでは植物ステロールによりTICEよりも胆管から優位にコレステロールが排泄されていると考えられた。BDLでは小腸のAbcg5/g8は大豆油に植物ステロールを添加した群で低下が認められ、他の群では低下は認められなかった。また、LDLレセプターはナタネ油に植物ステロールを添加した群以外で著明な増加が認められたことより、BDL下ではTICEの関連分子として、LDLレセプターとAbcg5/g8の関与が示唆された。今年度の結果からは、ナタネ油に植物ステロールを添加した群ではBDL下においてLDLレセプターとAbcg5/g8がTICEの役割を担うことで糞中コレステロール量がSham群と同等に保たれたと考えられた。これらの成果は、今後の研究推進の方向性を与えるものであることより、本研究課題の現在までの進捗状況は順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

2022年度の研究では、植物ステロールの含有量の異なる油脂として大豆油とナタネ油をベースとした食餌に植物ステロールを添加し、2週間摂取させた後、Sham術と総胆管結紮(BDL)術を施行した。糞中コレステロールと肝臓および小腸の遺伝子発現を測定することでTICEへの影響を評価した。Shamでは、植物ステロール添加による糞中へのコレステロール排泄ルートとしては、TICEよりも胆管ルートが主要なルートであることが示唆された。一方、総胆管結紮(BDL)術を用いることで胆管ルートを遮断してTICEによる糞中へのコレステロール排泄の役割を調べた。胆管排泄ルートを遮断するとSham各群に比較して、大豆油群、ナタネ油群、ナタネ油に植物ステロールを添加した群では胆管ルートが遮断されたにも拘わらず、糞中コレステロール量の低下は認められなかったが、大豆油に植物ステロールを添加した群では糞中コレステロールの低下が認められた。小腸の遺伝子発現では、大豆油に植物ステロールを添加した群でAbcg5/g8の低下が認められたが、ナタネ油に植物ステロールを添加した群ではAbcg5/g8の発現は保たれたことより、BDL下にAbcg5/g8と糞中コレステロール量とに関連がある可能性が示唆された。そこで、2023年度には、Abcg5に変異を認めるWistar Kyoto Ratを用いてSham術とBDLを施行することで、TICEにおけるAbcg5の役割を明らかにする。2022年度の実験系と同様にナタネ油食とナタネ油に植物ステロールを添加した食餌を摂取させた後にSham術とBDLを施行し72時間後に実験に供する。血液、肝、小腸と大腸中の糞を採取し、体重、肝臓重量、24時間の糞量、血清の生化学分析、肝臓の各種脂質、糞中コレステロールを測定する。さらに肝臓および小腸の脂質代謝関連遺伝子のmRNA発現を定量する予定である。