2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the effects of changes in the pup - mother environment on gut microbiota formation and myelination development
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21J20080
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
神邉 淳 東京農工大学, 大学院農学府, 特別研究員(DC1)
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2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 腸脳相関 / 腸内細菌叢 / 髄鞘 / メタボロミクス / 脳発達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類は母乳で仔を育てるという戦略を選択してきたため、他の生物に比べ親と仔の繋がりが強く、仔の発達において哺乳養育環境の影響が大きい。加えて、我々生物は無数の腸管内バクテリアと共に進化してきたため、哺乳養育環境の影響が強いことは仔の発達だけでなく、腸内細菌叢に対しても影響を及ぼしたことが示唆される。本研究は哺乳養育環境の変化が仔の腸内細菌叢形成、脳発達にどのように影響したかを明らかにすることで、哺乳類が独自にもつ効率的な発達様式を明らかにすることを目的とする。
哺乳養育環境の一つである母乳と, 子の腸内細菌叢形成・脳発達, 更には母乳による腸内細菌叢形成が脳発達に与える影響についても着目し, 研究を実施してきた。令和３年度については生後10日目の仔マウスにおいて母乳成分の違いが海馬の髄鞘形成に関与する遺伝子の発現を低下、更にはこの髄鞘遺伝子発現の低下が腸内細菌叢を介して起こることがわかった。加えて、メタボロミクス解析によって髄鞘形成に関与しうる代謝産物を発見した。令和4年度はこれまでの結果に加え、この代謝産物を出生から離乳まで投与したマウス、成熟後から投与を開始したマウスそれぞれについて、行動の解析、脳の遺伝子発現解析、組織学的な解析を行った。その結果、乳児期から離乳まで投与したマウスは、成熟後の行動に変化が生じることがわかった。しかしながら、組織学的な解析によって海馬の髄鞘には変化が見られないことがわかった。一方で、成熟後から代謝産物を投与したマウスは行動の変化が見られなかった。これらのことより、腸内細菌叢由来の代謝産物が脳機能に影響を及ぼす期間には特定の時期があることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
哺乳養育環境の一つである母乳と, 子の腸内細菌叢形成・脳発達, 更には母乳による腸内細菌叢形成が脳発達に与える影響について着目し, 前年に続いて研究を行った。これまでの研究で、母乳成分の違いが海馬の髄鞘形成に関与する遺伝子の発現を低下させたこと、これらの変化が腸内細菌叢を介して起きている事がわかっていた。更に、腸内細菌叢由来の代謝産物がどの様に作用しているかをin vivo, in vitroから明らかにしてきた。これにより母乳―腸内細菌叢形成―脳発達という新たな連関の存在が強く示唆された。
母親の育児の影響を考慮した実験を行うことを予定していたが、モデルマウスの作出に難航しているため、引き続きモデル作出に取り組む。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には前年度に引き続き解析を実施する。
母乳―腸内細菌叢形成―脳発達という新たな連関をより強固に証明するために、母乳成分に影響を与えている酵素の機能や代謝産物に着目し、実験を行っていく。加えて、代謝産物の産生、もしくは髄鞘発達に関与する腸内細菌叢の同定を目指す。
当初の予定通り育児の影響を及ぼすモデルの作出、解析を行う。
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