2022 Fiscal Year Annual Research Report
腸内細菌代謝産物に焦点を当てた高食肉摂取による健康増進と病態発症の分岐点の解明
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21H03356
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
清水 英寿 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (10547532)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石塚 敏 北海道大学, 農学研究院, 教授 (00271627)
吹谷 智 北海道大学, 農学研究院, 教授 (10370157)
田中 愛健 九州大学, 農学研究院, 助教 (90809435)
吉清 恵介 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (30510739)
橋口 亜由未 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (00805195)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | スカトール / インドール酢酸 / 7回膜貫通型受容体 / SLC26A3 / IL-6 / NFkappaB / AhR / CYP1A1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
培養肝がん細胞を用いた解析では、スカトールは、その受容体として報告されているAryl hydrocarbon receptor （AhR）の活性化を介するだけでなく、7回膜貫通型受容体の活性化も介して長寿遺伝子の1つであるSirtuin 1（Sirt1）の発現増加を誘導し、それが培養肝がん細胞の増殖を導く結果を得た。培養大腸がん細胞を用いた解析では、スカトールは、p38を介してNuclear factor-κB（NF-κB）を活性化させ、Tumor necrosis factor α（TNFα）やInterleukin-6（IL-6）の発現増加を導いた。一方、スカトールによるAhRの活性化は、自身によるTNFαやIL-6の発現増加を一部減弱させた。インドール酢酸に関して、培養大腸がん細胞を用いた解析では、Toll-like receptor 4を受容体とし、c-Jun N-terminal kinase（JNK）と一部のExtracellular signal-regulated kinase（ERK）の活性化に寄与していた。p38の活性化はスカトールとは異なり、インドール酢酸では導かれなかった。また、TLR4-JNK経路は、培養大腸がん細胞に対して抗増殖効果を発揮した。炎症性腸疾患モデルマウスを用いた解析では、インドール酢酸は大腸炎に対して進行抑制効果を発揮することが示唆された。インドール酢酸とスカトールのクロストークについても培養大腸がん細胞を用いて検証を行った。インドール酢酸とスカトールは共に、Cytochrome P450 1A1（CYP1A1）の発現増加を導くものの、スカトールはインドール酢酸によるCYP1A1のタンパク発現増加の開始を遅延させた。よって、スカトールはインドール酢酸によって活性化される細胞内シグナル伝達経路、または転写因子ネットワークに対して抑制的に作用する可能性が示唆された。
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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
培養肝がん細胞を用いた解析から、昨年度に引き続き、スカトールの新たな受容体となり得る候補分子が同定できた。一方、インドール酢酸については、培養大腸がん細胞を用いた解析から、TLR4の活性化を起因とした細胞内シグナル伝達経路の一部と、その機能について明らかにできた。これらに加え、大腸炎モデルマウスを用いたインドール酢酸の効果に関する解析も、昨年度から進んでいる。以上から、「おおむね順調に進展している」と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
薬剤処理やノックダウン法などを交えながら、培養腸管細胞や培養肝細胞などの培養細胞を用いて、インドール酢酸やスカトールの新規作用メカニズムのさらなる解析を進める。加えて、ラットやマウスの病態モデルを用いて、インドール酢酸やスカトールが及ぼす影響について個体レベルでの解析も進めていくことで、両インドール系化合物が導く作用効果の違いを明らかにしていく。
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