2022 Fiscal Year Annual Research Report
Glycerophosphocholine as a choline supplement- functions, absorption and application-
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21H02139
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
矢中 規之 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (70346526)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 力 福島大学, 食農学類, 教授 (40372198)
大久保 剛 仙台白百合女子大学, 人間学部, 准教授 (40513172)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | glycerophosphocholine / choline / TMAO / trimethylamine N-oxide / 腸管上皮細胞特異的欠損マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
choline供給の栄養素材としてglycerophosphocholine(GPC)に着目し，正常マウスにGPC経口投与後の血中choline代謝物濃度，特にtrimethylamine N-oxide（TMAO）濃度について経時的に解析した。GPC投与30分後に血中GPC濃度は一時的に上昇し，3時間経過後からTMAO濃度が持続的に上昇した。GPC投与後にGPCは血中に直接移行する可能性が示されたことから，ヒト消化管上皮細胞株Caco-2細胞を用いたGPCの透過性試験を行った。管腔側に添加したGPCは細胞間隙を通過し、基底膜側に吸収されるとともに，管腔側においてGPCはcholineへ代謝されることが示唆された。また消化管内でのGPCの代謝においてGDE5（Gpcpd1）を鍵酵素とする仮説を立てた。GPCの消化管内での代謝経路，およびTMAO産生機構におけるGDE5の関与を検証するため，ゲノム編集法により作出したGDE5 floxマウスとvillin Creマウスとの交配により腸管上皮細胞特異的GDE5欠損マウス(GDE5KOマウス)を作製した。1%GPC食を１カ月間摂取させたところ，野生型マウスに比べてGDE5KOマウスの小腸ではGPC量が有意に増加し， betaine量は小腸，および肝臓で低下していた。一方，興味深いことに肝臓のGPC量は低下し，小腸，および肝臓におけるcholine量が増加したことから，腸肝軸を介したcholine代謝の連携が示唆された。
さらにGPC高含量酒粕を探索することを目的として，本醸造，純米酒，吟醸酒など精米歩合や仕込みなど製造法の異なる清酒粕のGPC含量を測定し，さらに高含量を示した酒粕の臨床試験を立案し，医学系倫理審査会に申請した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
GPCを経口投与後，消化管より直接吸収され，血中のGPCは短時間で高濃度になることが示され，さらに数時間経過後に血中TMAO量が蓄積することが示された。また，ヒト消化管上皮細胞株Caco-2細胞の単層培養を用いた透過性試験によってGPCは細胞間隙を通過する可能性を示唆する結果が得られ，消化管内でのGPCの吸収特性を明らかにするとともに，興味深いことに管腔側での腸内細菌を介さず，消化管上皮細胞に依存したGPCからcholineへの新たな代謝経路の存在を見出した。
GPCをcholineへ加水分解する活性を有するGDE5がGPCを摂取した際の血中TMAO量の蓄積に関与している可能性を考え，腸管上皮細胞特異的GDE5欠損マウス（GDE5KOマウス）の作製を完了した。GDE5欠損による消化管内でのGPC含量の上昇などGPC代謝への影響も確認し，今後はGPC投与時の腸管上皮細胞特異的なGDE5欠損のcholine代謝へ与える影響，特に血中TMAO濃度の増加に与える影響に関する解析が極めて興味深いと考えられる。さらにGPCなどの高含量酒粕の成分解析を行うことで，酒粕を用いた臨床試験の立案に至り，倫理審査委員会への申請まで完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
GPC代謝酵素のリン脂質栄養における役割を想定し，マウスにGPC，およびlecithinを経口投与し，血中のcholine代謝物量の解析を行う。Vil cre+/-,GDE5 flox/floxマウス（腸管上皮細胞特異的GDE5欠損マウス，GDE5KOマウス）を用いて，GPC，およびlecithinなどの経口投与を行い，血中の水溶性choline化合物などのcholine代謝物濃度を測定する。GPCをマウスに経口投与数時間後に血中TMAO量が増加することが示されたことから，GDE5KOマウスを用いて血中TMAO濃度の変化を検討することで，消化管内でのGPCの代謝，およびTMA生成への機能的関与を検討する。試験における対照は同腹産仔のVil cre-/-, GDE5 flox/floxマウスを用いる。
マウス門脈中にカテーテルを挿入し，GPC経口投与後のGPCなどのcholine代謝物濃度の測定を行う。
ヒト消化管上皮細胞株Caco-2細胞をトランズウェル上で単層培養し，経上皮膜電気抵抗値を確認した後，GPC，およびlecithin を管腔側に添加し、管腔側培養液，上皮細胞内，基底膜側培養液における水溶性のcholine代謝物濃度を測定し，吸収機構に関する比較解析を行う。
GPCなどの高含量酒粕のヒト摂取試験については倫理審査委員会での承認後，酒粕の選定を行うとともに，ヒト臨床試験の準備，および本試験を行う。
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Research Products
(7 results)
