2015 Fiscal Year Research-status Report
短腸症モデルラットを用いたポリアミン摂取による治療効果の検討
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26461926
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
笠原 尚哉 自治医科大学, 医学部, 助教 (50382891)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 英司 自治医科大学, 医学部, 研究員 (00245044)
佐久間 康成 自治医科大学, 医学部, 准教授 (10296105)
佐田 尚宏 自治医科大学, 医学部, 教授 (20261977)
三木 厚 自治医科大学, 医学部, 講師 (20570378)
安田 是和 自治医科大学, 医学部, 研究員 (40158001)
上本 伸二 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40252449)
寺谷 工 自治医科大学, 医学部, 講師 (70373404)
藤本 康弘 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (80335281)
浦橋 泰然 自治医科大学, 医学部, 講師 (90277161)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ポリアミン / 短腸症 / 腸管免疫 / 脂肪肝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
雄性Lewisラット8週令に対してTreitz靭帯より5cm肛門側の空腸から回盲部10cm口側の回腸までの小腸を切除し(2/3小腸切除モデル)空腸回腸を端々吻合して短腸症モデルラットを作成した．術後3週間から1週間、体内のポリアミン（PA)を枯渇させる目的で0％PA食を摂取させた。術後4週から飼料中のPA含有量（PAはスペルミン、スペルミジンを等量ずつ混合）でA群0%，B群0.01%， C群0.05%, D群0.1%の4群に分けて自由摂食させた．経時的に体重測定と糞便採取を行いさらに4週間後（術後8週）に犠死させ，血液(GOT，GPT，Alb，ChE，IgA，ポリアミン測定)，血液，空腸，回腸，肝臓を採取してPA含有量や組織学的所見を解析した．血液、各組織でスペルミン、スペルミジンの含有量が有意に増加していた。血液、糞便中のIgAが摂取PA濃度依存性に有意に増加していた。空腸絨毛高も同様に増高していた。体重や残存小腸長、生化学的なパラメタでは変化が見られなかった。飼料中に添加していないプトレシンが回腸組織においてのみ摂取PA濃度依存性に有意に増加していた。プトレシンは腸管上皮に存在する酵素により容易に分解されるため、今回得られたような増加はPA経口摂取に伴い変化した腸内細菌叢の産生量が増加した結果と考えられた。このことから当初の計画に追加して腸内細菌叢解析を行うこととした。糞便から抽出したDNAをもとに次世代シークエンサーを使って行った腸内細菌叢解析では術後3週で0％PA食に変更して1週間で細菌叢の解析に劇的な変化が見られた。8週間後の各濃度PA食を4週間摂取したあとでの腸内細菌叢の変化に関しては現在、解析中である。
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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
大量小腸切除術後の観察期間を延長して短腸症慢性期のタイムポイントで解析し、投与したPAが残存腸管から吸収されて体内各組織に分布することを明らかにした。その結果、腸管のバリア機能の指標とされるIgAがPA投与で増加することがわかり短腸症に対するPA経口投与の有効性が明らかになった。さらに、回腸組織内のプトレシン増加を手掛かりに腸内細菌叢のメタゲノム解析を行うことでPA経口摂取により腸内細菌叢に大きな変化が生じることが明らかになった。このことはPAの有効性に関与する作用機序の解明に向けて大きな手掛かりになるものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
短腸症治療効果について血清・糞便中IgAや空腸絨毛高、肝臓の脂肪化抑制では明らかになったが体重や栄養などの項目では差がなかった。今回の結果より、げっ歯類はヒトと比較して大量小腸切除後の腸管のadaptation能力が非常に高いことが考えられた。そこで残存小腸長が短くなる5/6小腸切除モデルを作成し術直後から食餌PA濃度を変えて割り付けを行い体重や栄養などの項目について検討する。また、今回の実験から判明したPA経口投与による腸内細菌叢の変化とIgA産生促進の分子機構を解明するための実験を行っていく予定である。具体的には、①各PA濃度ごとの細菌叢の構成について次世代シークエンサーを用いて解析する。②糞便中の酢酸や酪酸、プロピオン酸などの既知の有効成分を中心に、メタボローム解析により含有量を比較する。PA摂取濃度に伴って変化する代謝物をリストアップして未知の有効代謝物を探索する。③無菌マウスにPA摂取した短腸症モデルラットから回収した糞便を与え、腸内細菌叢の変化を解析する。
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| Causes of Carryover |
共有研究機器の使用により必要な物品のコストが削減できたために当初の予定より支出を減らすことが可能になった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
さらに残存小腸長が短くなるラット5/6小腸切除モデルを作成し術直後から食餌PA濃度を変えて割り付けを行って体重や栄養などの項目について検討を行う。この追加実験の動物購入費用や飼育費用にあてる。各PA濃度ごとの細菌叢の構成について次世代シークエンサーを用いて解析して比較する。実験に要する試薬購入にも使用する。糞便のメタボローム解析を行い、酢酸や酪酸、プロピオン酸などの既知の有効成分に関して含有量を比較する。こちらに関しては外部委託で実験を進める。
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[Journal Article] Orthotopic mouse liver transplantation to study liver biology and allograft tolerance.2016
Author(s)
Yokota S, Ueki S, Ono Y, Kasahara N, Pérez-Gutiérrez A, Kimura S, Yoshida O, Murase N, Yasuda Y, Geller D, Thomson A
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Journal Title
Nature Protocols
Volume: XXX
Pages: XXX
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Oral administration of polyamines ameliorates liver ischemia-reperfusion injury and promotes liver regeneration in rats.2016
Author(s)
Okumura S, Teratani T, Fujimoto Y, Zhao X, Tsuruyama T, Masano Y, Kasahara N, Iida T, Yagi S, Uemura T, Kaido T, Uemoto S.
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Journal Title
Liver Transplantation
Volume: XXX
Pages: XXX
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 笠原 尚哉, 寺谷 工, 三木 厚, 佐久間 康成, 藤本 康弘, 上本 伸二, 佐田 尚宏, 安田 是和：短腸症モデルラットを用いたポリアミン摂取による治療効果の検討2015
Author(s)
笠原 尚哉, 寺谷 工, 三木 厚, 佐久間 康成, 藤本 康弘, 上本 伸二, 佐田 尚宏, 安田 是和
Organizer
第101回日本消化器病学会総会
Place of Presentation
仙台市
Year and Date
2015-04-23 – 2015-04-25
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