「芳香族アミン類」が形作る宿主-腸内微生物間共生機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17K17999
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用分子細胞生物学; 応用微生物学
• 研究機関: 石川県立大学
• 研究代表者: 小柳 喬 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (20535041)
• 研究協力者: 栗原 新
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 芳香族アミン / ドーパミン / 微生物代謝 / 腸内細菌 / アミノ酸脱炭酸酵素 / 腸内代謝物 / 生物間相互作用 / 宿主-微生物間相互作用

研究成果の概要

ドーパミン(DA)は、宿主-腸内細菌相互作用の有力な候補物質の一つである。本研究では、腸内細菌優勢種のうちGAM培地で培養可能な32種についてDA産生能を精査し、腸管内において実際にDA産生を担う菌種の特定を試みた。その結果、DAを著量産生できる菌種は腸球菌Enterococcus faecalisのみであることが明らかになったほか、芳香族アミノ酸脱炭酸酵素ホモログを保持する他の4菌種も少量のDA産生能を示したものの、他の芳香族アミン群と遜色ないDA産生能を示したのはE. faecalisのみであった。このことから、本菌種の腸管内におけるDA産生への高い寄与が窺われた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腸内細菌の代謝産物を介した宿主相互作用は、疾病の予防治癒、プロバイオティクスの有用機能解明の観点から益々重要な学問分野となっている。本課題は宿主-微生物応答に関与する物質として芳香族アミン類に着目し、産生菌を正確に特定することにより、新奇な共生メカニズムを解明する点で高い学術的意義をもつものとして遂行した。特にドーパミン(DA)のようなカテコールアミン類は哺乳類の中枢・抹消組織において神経伝達物質・ホルモンとして機能する物質として古くから重要視されており、本研究で明らかになった菌種レベルでの優勢種によるDA産生能は、腸内代謝物と宿主の生理状態の相関解明のうえで極めて重要な知見となる。