短鎖脂肪酸受容体GPR43による大腸粘膜上皮イオン輸送制御機構に関する研究

• 研究課題/領域番号: 18590207
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 桑原 厚和 静岡県立大学, 環境科学研究所, 教授 (60142890)
• 研究分担者: 唐木 晋一郎 静岡県立大学, 環境科学研究所, 助教 (00363903)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 4,010千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 510千円); 2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 短鎖脂肪酸受容体 / GPCR受容体 / 大腸機能 / イオン輸送 / 食物繊維 / 腸管運動 / 化学受容 / 粘膜上皮 / 大腸運動

研究概要

本研究では、短鎖脂肪酸を大腸菅腔内化学的刺激と捉え、(1)短鎖脂肪酸受容体の大腸での発現と(2)短鎖脂肪酸による大腸粘膜イオン輸送の制御機構を明らかにすることを目的として研究計画を作成した。
短鎖脂肪酸の受容体としてはGPR43とGPR41が報告されている。そこで、これら受容体の組織内分布を検討するために受容体の抗体作成に着手した。作成した抗体についてその特異性を検討した後本研究に使用し以下のような結果を得た。
短鎖脂肪酸受容体GPR43の発現分布についてラットを用いて検討し、GPR43はPYYを含む腸内分泌細胞に発現している事を明らかにした。またヒトの組織においてもGPR43の分布は基本的にはラットと同じであることを明らかにした(J.Mol.Histol.,38:135-142,2008)。続いて、ヒト大腸を用いRT-PCR法によりGPR41発現を検討した結果、GPR41がヒトの大腸(上行、横行、下行結腸及び直腸)で発現していることが観察された。Western Blotting法によりタンパク発現についても検討したところ、タンパクの発現は粘膜層のみに発現していることが観察された。この結果から、GPR41はGPR43と同様、粘膜上皮に発現していることが示唆された。
短鎖脂肪酸の大腸粘膜イオン輸送に及ぼす影響についてUssing Chamber法により検討した。短鎖脂肪酸は、モルモット、ラット及びヒトの下部大腸において粘膜側からの投与により用量依存的に2相性の反応を示した。すなわち投与後直後に起こる下向きの電流の増加とそれに続く上向きの電流の増加である。下向きの電流の増加は各種阻害剤を用いた検討からカリウム分泌によるものであり、上向きの電流はクロライドイオン分泌によるものであることが示唆された。また、各種神経阻害剤を用いた検討から、カリウム分泌は粘膜上皮による直接的な作用により、またクロライド分泌はコリン作動性神経を介する反射であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Expression of the short-chain fatty acid receptol,GPR43,in human colon (2008)
  • 著者名/発表者名: Karaki, S.-I., Tazoe, H., Hayashi, H.Kashiwabara, H., Tooyama, K., Suzuki, Y.and Kuwahara, A
  • 雑誌名: Journal of Molecular Histology 38 ページ: 135-142
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gastroprotective action of orexin-A against stress-induced gastric damage is mediated by endogenous prostaglaindins,sensory afferent neuropeptides and nitric oxides (2008)
  • 著者名/発表者名: Brzozowski, T., Konturek, P.C., Sliwowski, Z., Drozdowicz, D., Burnat, G, Pajdo, R., Pawlik, M., Bielanski, W., Kato, I., Kuwahara, A., Konturek, S.J.and Pawlik, W.W
  • 雑誌名: Regulatory peptides Available online 20,Feb
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大腸の腸管神経系Entelic Nervous System-II.大腸運動調節、粘膜上皮における水・電解質輸送調節、および生体防御機構に対する関与- (2008)
  • 著者名/発表者名: 唐木 晋一郎・桑原 厚和
  • 雑誌名: FFI Journal 213 ページ: 157-168
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of the short-chain fatty acid receptor, GPR43, in human Colon (2008)
  • 著者名/発表者名: Karaki, S.-I., Tazoe, H., Hayashi, H., Kashiwabara, H., Tooyama, K., Suzuki, Y. and Kuwahara, A
  • 雑誌名: Journal of Molecular Histology 38 ページ: 135-142
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression of the short-chain fatty acid receptor, GPR43, in human colon (2008)
  • 著者名/発表者名: Karaki, S.-I., Tazoe, H., Hayashi, H. Kashiwabara, H., Tooyama, K., Suzuki, Y. and Kuwahara, A.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Histology 38 ページ: 135-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gastroprotective action of orexin-A against stress-induced gastric damage is mediated by endogenous prostaglaindins, sensory afferent neuropeptides and nitric oxides (2008)
  • 著者名/発表者名: Brzozowski, T., Konturek, P. C., Sliwowski, Z., Drozdowicz, D., Burnat, G., Pajdo, R., Pawlik, M., Bielanski, W., Kato, I., Kuwahara, A., Konturek, S. J. and Pawlik, W. W.
  • 雑誌名: Regulatory peptides Available online 20, Feb,
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大腸の腸管神経系Enteric Nervous System-II.大腸運動調節、粘膜上皮における水・電解質輸送調節、および生体防御機構に対する関与- (2008)
  • 著者名/発表者名: 唐木晋一郎・桑原厚和
  • 雑誌名: FFI Journal 213 ページ: 157-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] The tight junction component protein,claudin-4,is expressed by enteric neurons in the rat distal colon (2007)
  • 著者名/発表者名: Kairki, S.-I., Kaji, I., Otomo, Y., Tazoe, H.and Kuwahara, A
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 428 ページ: 88-92
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大腸の水・電解質輸送調節機構-腸管神経系-内分泌系-免疫系およびプロスタグランジンの関与- (2007)
  • 著者名/発表者名: 唐木 晋一郎・桑原 厚和
  • 雑誌名: GI.Research 15 ページ: 43-53
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大腸の腸管神経系Entedc Nervous System-I.腸管神経細胞の形態・機能的分類と神経回路- (2007)
  • 著者名/発表者名: 唐木 晋一郎・桑原 厚和
  • 雑誌名: FFI Journal 212 ページ: 1044-1053
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The tight junction component protein, claudin-4, is expressed by enteric neurons in the rat distal colon (2007)
  • 著者名/発表者名: Kairki, S. -I., Kaji, I., Otomo, Y., Tazoe, H. and Kuwahara, A.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 428 ページ: 88-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大腸の水・電解質輸送調節機構-腸管神経系-内分泌系-免疫系およびプロスタグランジンの関与- (2007)
  • 著者名/発表者名: 唐木晋一郎・桑原厚和
  • 雑誌名: G. I. Research 15 ページ: 43-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大腸の腸管神経系Enteric Nervous System-I.腸管神経細胞の形態・機能的分類と神経回路- (2007)
  • 著者名/発表者名: 唐木晋一郎・桑原厚和
  • 雑誌名: FFI Journal 212 ページ: 1044-1053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fibre-free diet leads to impairment of neuronally mediated muscle Contractile response in rat distal colon (2006)
  • 著者名/発表者名: Mitsui, R., Karaki, S.-I., Kubo, Y., Sugiura, Y., Kuwahara, A
  • 雑誌名: Neurogastroenterology & Motility 18 ページ: 1093-1101
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cellular expression of monocarboxylate transporters (MCT) in the digestive tract of the mouse, rat, and humans, with special reference to slc5a8 (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwanaga, T., Takebe, K., Kato, I., Karaki, S., Kuwahara, A
  • 雑誌名: Biomedical Research 27 ページ: 243-254
  • NAID: 130004470668
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The short chain fatty acid receptor, GPR43, is expressed by enteroeodncrine cells and mucosal mast cells in the rat intestine. (2006)
  • 著者名/発表者名: Karaki, S., Mitsui, R., Hayashi, H., Kato, I., Sugiya, H., Iwanaga, T., Furuness, J.B., Kuwahara, A.
  • 雑誌名: Cell ＆ Tissue Research 324(3) ページ: 353-360
• [雑誌論文] Fiber-free diet leads to impairment of neuronally mediated muscle contractile response in rat distal colon. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mitsui, R., Karaki, S.-I., Kubo, Y., Sugiura, Y., Kuwahara, A.
  • 雑誌名: Neurogastroenterology ＆ Motility 18 ページ: 1093-1101
• [雑誌論文] Cellular expression of monocarboxylate transporter(MCT) in the digestive tract of the mouse, rat, and human, with special reference to Slc5a8. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwanaga, T., Takebe, K., Kato, I., karaki, S.-I., Kuwahara, A.
  • 雑誌名: Biomedical Research 27(5) ページ: 243-254
  • NAID: 130004470668
• [雑誌論文] A.2008. The tight junction component protein, claudin-4, is expressed by Enteric neurons in the rat distal colon
  • 著者名/発表者名: Karaki, S.-I., Kaji, I., Otomo, Y., Tazoe, H., Kuwahara
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 428 ページ: 88-92
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Short-chain fatty acid receptor, GPR43, is expressed by enteroendocrine Cells and mucosal mast cells in the rat intestine
  • 著者名/発表者名: karaki, S.-I., Mitsui, R., Hayashi, H., Kato, I., Sugiya, H., Iwanaga, T., Furness, J.B., Kuwahara, A
  • 雑誌名: Cell & Tissue research 324 ページ: 353-360
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Neural reflex pathways in the contractile and secretory actions of short-chain fatty acids in the rat intestine (2007)
  • 著者名/発表者名: Karaki, S.-I, Tazoe, H., Ono, S.and Kuwahara, A
  • 学会等名: 5th Congress of the International Society for Autouomic Neuroscience
  • 発表場所: Kyoto,Japan
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Neural reflex pathways in the contractile and secretory actions of short Chain fatty acids in the rat intestine. (2007)
  • 著者名/発表者名: karaki, S.-I., Tazoe, H., Ono, S. and Kuwahara, A
  • 学会等名: 5th Congress of the International Society for Autonomic Nuroscience (ISAN2007)
  • 発表場所: Kyoto
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Neural reflex pathways in the contractile and secretory actions of short-chain fatty acids in the rat intestine (2007)
  • 著者名/発表者名: Karaki, S. -I., Tazoe, H., Ono, S. and Kuwahara, A.
  • 学会等名: 5th Congress of the International Society for Autonomic Neuroscience
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Role of prostaglandins for transepithelial ion transport in the guinea-pig distal colon. (2006)
  • 著者名/発表者名: karaki, S.-I., Tazoe, H., Kuwahara, A
  • 学会等名: The 6th Congress of the Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies
  • 発表場所: Central City/JM Marriott Hotel, Seoul Korea
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Effects of short-chain fatty acids on large intestinal motility and their mode of detection (2006)
  • 著者名/発表者名: Karaki, S.-I., Mitsui, R., Ono, S., Tazoe, H., Yajima, T., Furness, J.B., Kuwahara, A
  • 学会等名: 2006 Joint International Society Meeting in Neurogastroenterology and GI Motility
  • 発表場所: Seaport Hotel and World Trade Center Boston, USA
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • URL: http://physiology.u-shizuoka-ken.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://physiology.u-shizuoka-ken.ac.jp