2023 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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22KJ1226
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Keywords | 母乳 / 腸内細菌叢 / 脳発達 / 髄鞘 / 代謝物 / 腸脳相関 |
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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、我々生物は無数の細菌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与えたことが示唆される。本研究は哺乳養育環境が仔の腸内細菌叢、脳発達に与える影響を検証することで、哺乳類の発達様式を明らかにすることを目的とする。
本年度も昨年に続いて、哺乳養育環境の一つである母乳と、子の腸内細菌叢・脳発達、母乳による腸内細菌叢形成が脳発達に与える影響に着目し、研究を実施した。母乳成分に影響を与えるLAO1遺伝子欠損マウスの母乳を摂取した仔マウスは、髄鞘形成に関与するMbp、Plp1遺伝子の発現を海馬で低下することがわかった。更にはLAO1遺伝子欠損マウスの母乳を摂取した仔マウスからの糞便を移植された無菌マウスにおいてもMbp、Plp1遺伝子の発現が海馬で低下していた。糞便移植後の無菌マウスから採取した糞便を用いた腸内細菌叢の機能解析、代謝産物の解析を実施することで、母乳中成分の変化によって腸内細菌叢が産生する代謝産物に変動がおきることを見出した。さらにこれら変動がみられた代謝産物からMbp、Plp1遺伝子の発現を抑制する作用を持つD-glucaric acidを同定した。最後に、LAO1の酵素反応の際に賛成される過酸化水素に着目し、LAO1遺伝子欠損仔マウスに過酸化水素を投与した。その結果、海馬のMbp、Plp1遺伝子の発現が過酸化水素を投与することで増加することがわかった。加えて、血中のD-glucaric acidの濃度を低下させることがわかった。これらの結果から、母乳中成分が腸内細菌叢の形成を制御することによって、脳の発達に関与していることが示唆された。
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