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腸内細菌由来のメッセージ物質の機能解明と循環器疾患との関連解明研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H03676
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

平田 健一  神戸大学, 医学研究科, 教授 (20283880)

研究分担者 吉田 尚史  神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (00846321)
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
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード腸内細菌 / メッセージ物質 / 動脈硬化 / 炎症 / LPS / 外膜小胞 / 好中球細胞外トラップ / 循環器疾患 / OMV / リポポリサッカライド / マイクロRNA / リポ多糖
研究開始時の研究の概要

研究代表者は、循環器疾患と腸内細菌叢との関連調査研究を行い、動脈硬化予防に関連する腸内細菌種を同定して、新規治療法の開発研究に繋げている。
本研究は、腸内細菌の中で特にグラム陰性桿菌由来の『リポ多糖(LPS)』と同菌が分泌する『外膜小胞(OMVs)』が持つ生体作用を解明し、疾患発症との関連を探究する事である。そのために、腸内細菌の①LPS と②OMVs を独自に単離し、その機能や体内動態を明らかとする。加えて、③腸管内のLPSやOMVsが遠隔臓器である心・血管に与える影響をマウスを用いて検証し、患者糞便を用いたトランスレーショナルリサーチに展開する礎となる研究を行う。

研究成果の概要

腸内細菌由来のメッセージ物質LPSと外膜小胞(OMVs)に関して、両者の単離に成功し、実験を実施した。両者ともマウスに経口や経腸投与しても、ほとんど腸管から血液中への移行しないことが判明した。動脈硬化予防菌として同定したBacteroides菌のLPS活性を測定すると、大腸菌由来LPSに比較して約10分の1程度の活性であり非常に炎症惹起性が弱いことが示された。LPSの動脈硬化の増悪作用とその機序を、マウスにLPSを腹腔内投与して検証した。数日遅れて動脈硬化巣に好中球細胞外トラップ(NETs)が観察され、マクロファージからのケモカインの産生の増加を含む炎症を悪化させる機序が解明できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腸内細菌が産生するメッセージ物質の生体への影響を検証することで、注目される腸内細菌叢と動脈硬化との関連性を調査した研究である。腸内細菌の外膜小胞がほとんど腸管から血液中に移行しないことが発見できた。炎症を増悪すると考えられているLPSの生体作用を検証し、弱毒型の証明や、遅延型の炎症増悪機序を示すことができたことは、今後の研究に活かせて、腸内細菌を介する炎症に対する制御治療法の提案につながると考えている。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 今月の特集 マイクロバイオーム Microbiomeと心血管系疾患2022

    • 著者名/発表者名
      山下 智也, 吉田 尚史, 平田 健一
    • 雑誌名

      臨床検査

      巻: 66 号: 11 ページ: 1346-1351

    • DOI

      10.11477/mf.1542203170

    • ISSN
      0485-1420, 1882-1367
    • 年月日
      2022-11-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Depletion of Foxp3+ regulatory T cells augments CD4+ T cell immune responses in atherosclerosis-prone hypercholesterolemic mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Kasahara K, Sasaki N, Amin HZ, Tanaka T, Horibe S, Yamashita T, Hirata KI, Rikitake Y.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 8(7) 号: 7 ページ: e09981-e09981

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2022.e09981

    • 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] Structural differences in bacterial lipopolysaccharides determine atherosclerotic plaque progression by regulating the accumulation of neutrophils.2022

    • 著者名/発表者名
      Saito Y, Yamashita T, Yoshida N, Emoto T, Takeda S, Tabata T, Shinohara M, Kishino S, Sugiyama Y, Kitamura N, Yamamoto H, Takaya T, Ogawa J, Hirata K
    • 雑誌名

      Atherosclerosis.

      巻: 358 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.atherosclerosis.2022.08.009

    • 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] Gut Microbiota Influence the Development of Abdominal Aortic Aneurysm by Suppressing Macrophage Accumulation in Mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Shinohara R, Nakashima H, Emoto T, Yamashita T, Saito Y, Yoshida N, Inoue T, Yamanaka K, Okada K, Hirata K
    • 雑誌名

      Hypertension

      巻: 79 号: 12 ページ: 2821-2829

    • DOI

      10.1161/hypertensionaha.122.19422

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 腸内細菌と循環器疾患2022

    • 著者名/発表者名
      山下 智也, 平田 健一
    • 雑誌名

      循環器専門医

      巻: 31 号: 0 ページ: 63-70

    • DOI

      10.1253/jjcsc.31.0_63

    • ISSN
      0918-9599, 2433-2852
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bacteroides spp. promotes branched-chain amino acid catabolism in brown fat and inhibits obesity2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Naofumi、Yamashita Tomoya、Osone Tatsunori、Shinohara Masakazu、Kitahama Seiichi、Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Emoto Takuo、Saito Yoshihiro、Kitaura Yasuyuki、Shimomura Yoshiharu、Kondo Akihiko、Kajimura Shingo、Inagaki Takeshi、Yamada Takuji、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 11 ページ: 103342-103342

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103342

    • NAID

      120007179184

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Two Gut Microbiota-Derived Toxins Are Closely Associated with Cardiovascular Diseases: A Review.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T, Yoshida N, Emoto T, Saito Y, Hirata K
    • 雑誌名

      Toxin

      巻: 13 ページ: 297-297

    • NAID

      120007041605

    • 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] Two Gut Microbiota-Derived Toxins Are Closely Associated with Cardiovascular Diseases: A Review2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Tomoya、Yoshida Naofumi、Emoto Takuo、Saito Yoshihiro、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 13 号: 5 ページ: 297-297

    • DOI

      10.3390/toxins13050297

    • NAID

      120007041605

    • 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
  • [雑誌論文] A possible beneficial effect of Bacteroides on faecal lipopolysaccharide activity and cardiovascular diseases2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Naofumi、Yamashita Tomoya、Kishino Shigenobu、Watanabe Hikaru、Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Tabata Tokiko、Sugiyama Yuta、Kitamura Nahoko、Saito Yoshihiro、Emoto Takuo、Hayashi Tomohiro、Takahashi Tomoya、Shinohara Masakazu、Osawa Ro、Kondo Akihiko、Yamada Takuji、Ogawa Jun、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 13009-13009

    • DOI

      10.1038/s41598-020-69983-z

    • NAID

      120006879534

    • 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
  • [雑誌論文] 9.腸内細菌由来LPSと循環器疾患2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 尚史, 山下 智也, 平田 健一
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 4 ページ: 151-155

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 今注目されている腸内細菌の話題2020

    • 著者名/発表者名
      山下 智也, 吉田 尚史, 斎藤 克寛, 田畑 論子, 江本 拓央, 平田 健一
    • 雑誌名

      循環器内科

      巻: 87 ページ: 734-740

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 腸内細菌と循環器疾患2020

    • 著者名/発表者名
      山下 智也, 平田 健一
    • 雑誌名

      日本医師会雑誌

      巻: 149 ページ: 1583-1587

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 腸内細菌を除去すると、脾臓での単球を減らし、大動脈瘤の発生を抑制する。2023

    • 著者名/発表者名
      篠原涼平, 江本拓央, 吉田尚史, 斉藤克寛, 山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Structural Differences in Bacterial LPS Determine Atherosclerotic Progression in Mice.2023

    • 著者名/発表者名
      斉藤克寛, 吉田尚史, 江本拓央, 篠原正和, 山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腸内細菌と循環器疾患2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第27回日本心臓リハビリテーション学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 循環器疾患と腸内細菌2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第118回日本内科学会総会・講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Impact of gut microbial LPS on cardiovascular diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Yoshida, Yoshihiro Saito, Takuo Emoto, Tomoya Yamashita, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Metagenomic analysis of gut microbiota reveals its role in trimethylamine metabolism in heart failure.2021

    • 著者名/発表者名
      Takuo Emoto, Tomoya Yamashita, Shintaro Takeda, Yoshihiro Saito, Naofumi Yoshida, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Structural differences in bacterial LPS lead to different immune responses and progression of atherosclerotic plaque lesions in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Saito, Tomoya Yamashita, Naofumi Yoshida, Takuo Emoto, Masakazu Shinohara, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 腸内細菌に介入する動脈硬化予防2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第53回日本動脈硬化学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 心不全における腸内細菌の役割と新規治療標的としての重要性2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Bacteroides Decrease Human Fecal Lipopolysaccharide Levels.2020

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Yoshida, Tomoya Yamashita,Tokiko Tabata, Yoshihiro Saito, Takuo Emoto, Tomohiro Hayashi, Masakazu Shinohara, Ken-ichi Hirata.
    • 学会等名
      第84回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 4.動脈硬化を予防するBacteroides 2菌種のリポ多糖(LPS)に着目した抗炎症作用機序の解明2020

    • 著者名/発表者名
      斉藤 克寛、山下 智也、吉田 尚史、田畑 論子、江本 拓央、篠原 正和、平田 健一
    • 学会等名
      第52回日本動脈硬化学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 心臓2023

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 江本拓央, 平田健一
    • 総ページ数
      72
    • 出版者
      日本医学出版
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] ICUとCCU2022

    • 著者名/発表者名
      山下 智也, 江本 拓央, 斉藤 克寛, 吉田 尚史, 平田 健一
    • 総ページ数
      62
    • 出版者
      医学図書出版
    • ISBN
      9784865175110
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 改訂版 もっとよくわかる!腸内細菌叢2022

    • 著者名/発表者名
      山下 智也、福田 真嗣(他)
    • 総ページ数
      195
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122115
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 腸内微生物叢最前線2021

    • 著者名/発表者名
      心疾患と腸内微生物叢
    • 総ページ数
      152
    • 出版者
      診断と治療社
    • ISBN
      4787824597
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 臨床循環器学2021

    • 著者名/発表者名
      山下 智也, 平田 健一(伊藤 浩, 坂田泰史)
    • 総ページ数
      848
    • 出版者
      文光堂
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 研究活動

    • URL

      https://www.med.kobe-u.ac.jp/im1/doctor/activity/acti02.html

    • 関連する報告書
      2020 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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