Temporal-spatial analysis of nutrient flow in the gastrointestinal tract and development of the artificial organ for flow sensing

• Project/Area Number: 20H02932
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 谷 史人 京都大学, 農学研究科, 教授 (70212040)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 涼輔 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (40390695) ; 池川 雅哉 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60381943)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2020: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
• Keywords: 栄養素フロー / メカノストレス応答 / 質量分析イメージング / 食シグナル / センシング人工モデル

Outline of Research at the Start

咀嚼・嚥下された食塊が、食道から大腸に至るまで消化管内でどのように流動し、多数の栄養素がどのように相互作用しながら消化・吸収されていくのか、その過程の詳細については不明である。食品成分の組成のみならず形状や物性が、栄養素の分布や腸管細胞の応答に影響することに着目し、本課題では、数十ミクロンの空間分解能での質量分析イメージングと透明化による顕微鏡的可視化手法を駆使して、腸管内における栄養素の経時的・空間依存的な分布を解析し、腸管細胞が消化物の物性をどのように感知し、栄養素の代謝を制御するかについて解析する。本成果は、栄養素や薬物の送達効率を高めるための最適な食品のデザインと開発につなげられる。