Analysis of molecular mechanisms of fructose-induced metabolic disorders using liver organoids

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K17687
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Fujita Health University (2023); Kagawa Prefectural College of Health Sciences (2021-2022)
• Principal Investigator: Yamazaki Mirai 藤田医科大学, 医学部, 講師 (10778096)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フルクトース / オルガノイド / 代謝疾患 / 肝臓

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to elucidate the molecular mechanisms of fructose-induced metabolic disturbances using liver organoids. Liver tissue was digested using collagenase and dispase, then embedded in Matrigel and cultured. The established liver organoids express cell-specific genetic markers, representing hepatocytes, Kupffer cells, and other cells constituting liver tissue. To analyze the effects of fructose exposure on liver organoids, gene expression analysis was performed using microarrays. The results showed changes in the expression of 34 genes, including those involved in metabolic regulation and oxidative stress.

Free Research Field

健康科学、分子栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

フルクトースは天然甘味料のひとつであり、清涼飲料水や加工食品などに広く使用されている。過剰なフルクトース摂取は代謝疾患の発症要因になることが指摘されている。しかし、その分子機構については不明な点が多く、予防や治療の観点から解明が強く求められている。本研究ではオルガノイドと呼ばれる新たな培養技術を用いた。従来の細胞培養系と比較して、ミニ臓器と称されるオルガノイドは生体内での現象を詳細に反映するとされている。オルガノイドを用いた新たなアプローチにより、フルクトースによる代謝障害の分子機構について、大きく理解が進むことが期待される。