ノンターゲットリピドミクスによる腸内細菌が産生する心不全抑制性代謝物の探索

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K20730
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 安田 柊 北里大学, 薬学部, 助教 (90824483)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: 腸内細菌 / リピドミクス / 過酸化脂質 / 細胞死 / 心突然死

Outline of Annual Research Achievements

申請者はこれまで、心臓特異的グルタチオンペルオキシダーゼ4(GPx4)欠損マウスは、抗酸化物として知られるビタミンEを低容量添加した食事にすると心突然死が生じる一方で、抗生剤セフォペラゾン(CPZ)を飲水投与することにより生存し、ビタミンE欠乏食にするとCPZを投与しても心突然死が生じることを見出してきた。よって、これらのマウスに加え、ビタミンEの吸収に関与するNPC1L1阻害剤のエゼチミブ投与マウスの心臓や血漿、盲腸内容物から、ノンターゲットリピドミクス解析系を用いて脂溶性代謝物を同定し、心突然死の発症や抑制に相関する腸内環境由来の代謝物群の同定を目指した。その結果、各サンプルから数千を超えるピークを検出することができた。表現型と相関する代謝物を現在解析中であるが、血漿中のホスファチジルセリンやホスファチジルグリセロール、セラミドが該当するものとして見出されている。また、腸内細菌由来の代謝物として知られる、βOHジヒドロセラミドなどが盲腸内容物中に多数検出されたものの、CPZにより増加するエンテロコッカスに由来するDGDGやGPDGDGなどがあまり検出されなかったことから、エンテロコッカス属以外の菌も重要である可能性も考えられる。今回、一部表現型と相関する代謝物候補が見出された。今後は今回の測定結果の解析を引き続き行なっていく一方で、腸内細菌由来の代謝物はマウス間の変動も大きいため、詳細な相関解析のためには更なるサンプル数を解析する必要があり、相関だけでなく心不全の発症や抑制の機能を有する代謝物の探索を行なっていきたい。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の予定通りのCPZ投与条件に加え、ビタミンEのトランスポーター阻害剤投与条件という、ビタミンEの体内への取り込みが阻害されたことにより、CPZの心突然死予防効果がキャンセルされた条件でもマウス生体サンプルのノンターゲットリピドミクスを行うことができ、心突然死条件により含有量が変動する腸内細菌由来と思われる脂質を多数検出することができた。しかしながら、検出された代謝物の中で心突然死の表現型と相関する候補代謝物の種類が未だ多数存在し、心突然死予防を担う責任代謝物の完全な同定には至っていない。研究の進捗が、今後検出された代謝物から候補をさらに絞り込んでいく段階にあることから、「おおむね順調に進展している」と自己評価した。

Strategy for Future Research Activity

現在得られているCPZ投与またはエゼチミブ投与依存的に変動する糞便中や心臓、血漿中の脂質代謝物候補のリピドミクスデータに、さらなるデータを加え絞り込みをかけると共に、リピドミクス解析を通して心不全予防に重要な脂質代謝物"群"を明らかにしていく。また得られた心不全に対し有効な脂質代謝物群候補を精製または合成を行い、マウスに投与することで心不全が予防できるか、解析を行なっていく。