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腸内細菌叢-ホルモン-脳システムをもとにした食品による認知症予防戦略

研究課題

研究課題/領域番号 20H00575
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関協同乳業株式会社研究所

研究代表者

松本 光晴  協同乳業株式会社研究所, 研究所, 主幹研究員 (50505972)

研究分担者 坪井 貴司  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (80415231)
掛山 正心  早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (30353535)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円)
2022年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2021年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2020年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
キーワード認知的柔軟性 / 腸内細菌叢 / 腸脳相関 / ホルモン / ポリアミン / 腸内細菌 / 脳腸相関 / 認知症 / GLP-1 / 腸内環境
研究開始時の研究の概要

認知症の発症初期に低下する「認知的柔軟性」の維持に有用な食品に繋がる知見を、腸内細菌叢由来ポリアミン等の代謝産物と消化管ホルモンを介した脳腸軸(腸内細菌叢-ホルモン-脳システム)の分子基盤解明から得ることを目標とする。(1)マウス認知行動解析試験にて、認知的柔軟性に影響を与える腸内代謝産物とホルモンを決定する。(2)in vitro, in situ, in vivo試験、イメージング技術を用いて、それらのホルモン内分泌および脳神経系への作用を解析し、腸内細菌叢-ホルモン-脳システムの分子基盤を明らかにする。(3)それらの知見を認知症モデルマウスで検証し、食品による認知症予防戦略を提示する。

研究成果の概要

認知症の発症直前に低下する「認知的柔軟性」を標的に、腸内細菌叢-ホルモン-脳システムの存在確認と分子基盤の解明行い、新しい認知症予防食候補の提言を目指した。
タッチスクリーン装置を用いたマウス用の認知的柔軟性評価法を構築すると共に、それを用いて、認知的柔軟性がディスバイオーシスにより低下すること、腸内細菌叢のポリアミン産生を促すビフィズス菌とアルギニンの併用投与により向上することを見出した。
腸脳軸の分子基盤探索において、腸内細菌叢由来ポリアミンが腸脳軸の関連因子とされているホルモン(GLP-1)およびサイトカイン分泌に深く関与すること、また、認知的柔軟性で遺伝子発現が変化する脳内領域を特定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまであまり研究対象とされて来なかった認知症発症前の可逆的ステージにおいて急激に低下する「認知的柔軟性」を標的とし、それをマウスで定量的に評価できる方法を構築した点は、この分野の今後の研究の発展に大きく貢献できるであろう。
また、認知的柔軟性に腸内細菌叢が関与することを世界に先駆け確認し、その低下を抑制できる食品候補(ビフィズス菌とアルギニンの併用投与)の提示に至った点は、超高齢社会に突入した我が国における認知症予防戦略上、高い意義を有する。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 腸内細菌叢由来ポリアミンが健康長寿の延伸に関与する2023

    • 著者名/発表者名
      松本光晴
    • 雑誌名

      Microbiome Science

      巻: 2 ページ: 37-43

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Bifidobacterium animalis subsp. lactis and arginine mixture intake improves cognitive flexibility in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Kayo Ikuta, Daisuke Joho, Masaki Kakeyama, Mitsuharu Matsumoto
    • 雑誌名

      Frontiers in Nutrition

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of intestinal microbiota on cognitive flexibility by a novel touch screen operant system task in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Tamada H, Ikuta K, Makino Y, Joho D, Suzuki T, Kakeyama M, Matsumoto M
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 16 ページ: 882339-882339

    • DOI

      10.3389/fnins.2022.882339

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of red genetically encoded biosensor for visualization of intracellular glucose dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Mita Marie、Sugawara Izumi、Harada Kazuki、Ito Motoki、Takizawa Mai、Ishida Kentaro、Ueda Hiroshi、Kitaguchi Tetsuya、Tsuboi Takashi
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 29 号: 1 ページ: 98-108.e4

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2021.06.002

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of a regulatory pathway of L-phenylalanine-induced GLP-1 secretion in the enteroendocrine L cells2022

    • 著者名/発表者名
      Osuga Yuri、Harada Kazuki、Tsuboi Takashi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 588 ページ: 118-124

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.12.043

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 腸内細菌叢と宿主の共益的なポリアミン代謝は大腸における上皮増殖とマクロファージ分化を調節する2021

    • 著者名/発表者名
      中村篤央,松本光晴,長谷耕二
    • 雑誌名

      消化器病サイエンス

      巻: 5 ページ: 233-236

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Symbiotic polyamine metabolism regulates epithelial proliferation and macrophage differentiation in the colon2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Atsuo、Kurihara Shin、Takahashi Daisuke、Ohashi Wakana、Nakamura Yutaka、Kimura Shunsuke、Onuki Masayoshi、Kume Aiko、Sasazawa Yukiko、Furusawa Yukihiro、Obata Yuuki、Fukuda Shinji、Saiki Shinji、Matsumoto Mitsuharu、Hase Koji
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 2105-2105

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22212-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 腸内細菌由来 Putrescine が腸管透過性に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      中村篤央,生田かよ,久米愛子,栗原新,長谷耕二,松本光晴
    • 学会等名
      日本ポリアミン学会第13回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腸内ポリアミン産生誘導物質は菌叢撹乱マウスの認知的柔軟性の低下を改善する2023

    • 著者名/発表者名
      生田かよ,掛山正心,松本光晴
    • 学会等名
      第77回 日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腸内マイクロバイオーム由来ポリアミンの生理機能2022

    • 著者名/発表者名
      松本光晴
    • 学会等名
      第26回腸内細菌学会(シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of polyamines produced by intestinal bacteria on intestinal permeability.2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura A, Ikuta K, Kume A, Kurihara S, Hase K, Matsumoto M
    • 学会等名
      International Human Microbiome Consortium 9th Congress 2022 KOBE
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウスの加齢に伴う認知的柔軟性の低下を捉えるタッチパネル装置定量評価系の確立2022

    • 著者名/発表者名
      生田かよ,松本光晴,掛山正心
    • 学会等名
      第22回日本抗加齢医学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腸内細菌叢は生理活性物質ポリアミンの主要な供給源2022

    • 著者名/発表者名
      生田 かよ, 中村 篤央, 松本 光晴
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 健康寿命延伸を目指した腸内細菌叢の代謝産物を標的とする機能性食品開発2021

    • 著者名/発表者名
      松本光晴
    • 学会等名
      Visionary 農芸化学100 シンポジウム 食・腸内細菌・健康研究領域 第3回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Functions of polyamines produced by intestinal microbiome.2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuharu Matsumoto
    • 学会等名
      The 11th Asian Conference for Lactic Acid Bacteria. Symposium 5. Microbial Metabolite and Cross-talk of Gut microbiota
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌叢と消化管内分泌細胞との機能連関2021

    • 著者名/発表者名
      坪井貴司
    • 学会等名
      第74回日本自律神経学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌叢と宿主の共役的なポリアミン代謝は大腸の上皮増殖とマクロファージ分化を調節する2021

    • 著者名/発表者名
      中村篤央,栗原新,松本光晴,長谷耕二
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 腸内ポリアミン産生誘導が若齢マウスの学習記憶に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      生田かよ,玉田葉月,松本光晴,掛山正心
    • 学会等名
      第74回 日本栄養・食料学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] ディスバイオーシスに伴う認知機能低下の症状を予防又は処置するための組成物および組合せ2023

    • 発明者名
      生田かよ, 松本光晴, 掛山正心
    • 権利者名
      生田かよ, 松本光晴, 掛山正心
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-061138
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 中高齢の対象の認知的柔軟性を高めるための組成物および組合せ2022

    • 発明者名
      生田かよ, 松本光晴, 掛山正心
    • 権利者名
      生田かよ, 松本光晴, 掛山正心
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-134149
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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