生物間代謝経路によって制御される脂質クオリティの解析

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Quality of lipids in biological systems
• Project/Area Number: 16H01369
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 長谷 耕二 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (20359714)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 腸内細菌 / 脂質代謝物

Outline of Annual Research Achievements

ヒトの腸管には100兆個もの細菌が共生しており、この「腸内細菌叢」は未消化物を発酵分解し、多種多様な代謝物を産生することで、外付けの臓器とも呼ぶべき代謝系を構築している。腸内代謝バランスに影響を与える因子として食事に含まれる脂質が挙げられる。とくに脂肪酸の質の違いは炎症性腸疾患の発症・再発に関わるとされているものの、これらは経験則や疫学調査に基づくものであり、その分子メカニズムについては分かっていない。本研究では、宿主と共生細菌の相互作用が織りなす「生物間代謝経路」から生じる脂質代謝物に着目し、免疫調節活性物質を探索することを目的とする。本年度は、SPFまたは無菌マウス糞便由来のメタノール抽出物をSpePakC18カートリッジに付し、ヘキサン、ギ酸メチル、およびメタノールによる固相抽出を行った。このうちギ酸メチル画分に免疫調節作用が認められた。そこで、本画分をさらにHPLCにより分画を行い、活性フラクションの濃縮を行った。このうちSPF由来のサンプルでは活性が認められて、無菌マウスでは認められないフラクションが存在したことから、本フラクションに腸内細菌由来の免疫調節物質が含まれることが判明した。このような活性フラクションのLC-MS/MS解析を行ったところ、脂溶性ビタミンが豊富に含まれていた。腸内細菌はこれまで水溶性ビタミン（KやB類）を産生することが知られていたが、本研究より脂溶性ビタミンも産生することが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画どおりに研究が進展している。

Strategy for Future Research Activity

来年度以降も引き続き免疫調節物質の同定を進める。異なるカラムを用いてHPLC精製を行い、LC-MS/MSなどで構造を決定する。これまでの研究から、短鎖脂肪酸や脂質メディエーターはGpr40, 41, 43, 109a および120といったGタンパク共役受容体（GPCR）への結合を介して、生理活性を発揮する場合が多い。そこで、研究の発展によっては、同定した脂質代謝物について、オーファン受容体を含む約200種類のGPCRに対する結合活性のハイスループットスクリーニングを実施する。

Research Products

• [Journal Article] IL-22BP dictates characteristics of Peyer's patch follicle-associated epithelium for antigen uptake. (2017)
  • Author(s): Jinnohara T, Kanaya T, Hase K, Sakakibara S, Kato T, Tachibana N, Sasaki T, Hashimoto Y, Sato T, Watarai H, Kunisawa J, Shibata N, Williams I, Kiyono H, and Ohno H
  • Journal Title: J. Exp. Med. Volume: in press Pages: N/A
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Gut commensal Bacteroides acidifaciens prevents obesity and improves insulin sensitivity in mice. (2017)
  • Author(s): Yang JY, Lee YS, Kim Y, Lee SH, Ryu S, Fukuda S, Hase K, Yang CS, Lim HS, Kim MS, Kim HM, Ahn SH, Kwon BE, Ko HJ, Kweon MN.
  • Journal Title: Mucosal Immunol. Volume: 10 Pages: 104-116
  • DOI: 10.1038/mi.2016.42
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Zinc Transporter SLC39A7/ZIP7 Promotes Intestinal Epithelial Self-Renewal by Resolving ER Stress. (2016)
  • Author(s): Ohashi W, Kimura S, Iwanaga T, Furusawa Y, Irie T, Izumi H, Watanabe T, Hijikata A, Hara T, Ohara O, Koseki H, Sato T, Robine S, Mori H, Hattori Y, Watarai H, Mishima K, Ohno H, Hase K, Fukada T.
  • Journal Title: PLoS Genet. Volume: 12 Pages: e1006349
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006349
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Distinct Roles for the N- and C-terminal Regions of M-Sec in Plasma Membrane Deformation during Tunneling Nanotube Formation. (2016)
  • Author(s): Kimura S, Yamashita M, Yamakami-Kimura M, Sato Y, Yamagata A, Kobashigawa Y, Inagaki F, Amada T, Hase K, Iwanaga T, Ohno H, Fukai S.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 6 Pages: 33548
  • DOI: 10.1038/srep33548.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 腸内細菌定着による免疫エピゲノム修飾変化の誘導 (2016)
  • Author(s): 長谷耕二
  • Organizer: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「生命システムを支配するエピジェネティクス」
  • Place of Presentation: 大阪大学蛋白質研究所(大阪・吹田)
  • Year and Date: 2016-12-22
  • Invited
• [Presentation] Microbiota-derived metabolites regulate mucosa immunity and barrier, (2016)
  • Author(s): Koji Hase
  • Organizer: The 45th Annual Meeting of The Japanese Society for Immunology
  • Place of Presentation: Okinawa Convention Center (Okinawa, Ginowan)
  • Year and Date: 2016-12-06
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Microbial metabolites facilitate IgA response in the colon (2016)
  • Author(s): Koji Hase, Yuuki Obata, Junya Isobe et al.
  • Organizer: 10th European Mucosal Immunology Group Meeting (EMIG2016)
  • Place of Presentation: DGI Byen (Denmark, Copenhagen)
  • Year and Date: 2016-10-16
  • Int'l Joint Research