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腸内細菌が代謝する新規機能性脂肪酸による肥満誘導性肝がん抑制機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K16121
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分48020:生理学関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2020-2021)

研究代表者

神谷 知憲  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 助教 (80823682)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード肥満誘導性肝がん / 腸内細菌 / 脂質 / 肥満 / 肝臓 / がん / リノール酸 / 肝癌 / 細胞老化 / NASH / 肝がん / 脂肪酸
研究開始時の研究の概要

腸内細菌は同じ物質を宿主とは異なる経路にて代謝する。腸内細菌代謝系に変化が生じると疾患発症のリスクとなることが、そのメカニズムについてはほとんど解明されていない。腸内細菌の代謝物が肝癌を誘発し、肝臓が代謝する脂質が抗腫瘍免疫を抑制する。そこで、宿主と腸内細菌の代謝の不均衡が肝癌誘発に繋がると考え、両者の代謝系が知られているリノール酸(LA)に着目した。我々は、低濃度LA食では高頻度に肝癌が形成され、高濃度LA食では肝癌が抑制される知見を得た。本研究では、LAによる肝癌抑制メカニズムの解明を目的とした。宿主と腸内細菌の代謝関係を明らかにし、ヒト肝癌発症メカニズムの解明や治療法の開発に繋げる。

研究成果の概要

肥満誘導性肝がんマウスモデルに対して、高リノール酸含有の高脂肪食を負荷した際、脂肪肝の程度が著しく抑制され、それに伴う腫瘍形成も抑制される。本研究では、この現象を解明するにあたり、腸内細菌の働きを中心に解析した。マウス腸内に生息する常在細菌によって産生されるリノール酸代謝物を検出し、代謝酵素、及び細菌を同定した。そして、精製したリノール酸代謝物を含む高脂肪食の開発に成功した。一方で、抗生物質投与による腸内細菌除去、または上記リノール酸腸内細菌代謝物含有高脂肪食では高リノール酸による脂肪肝、及び腫瘍形成の変化を説明するに至らず、腸内細菌を介さないメカニズムであると結論付けた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、国内の食文化の変化による肥満関連疾患が増え、肥満は糖尿病や脳血管性疾患、心筋梗塞のみならず、肝がんなどの様々ながんのリスクファクターであると明らかとなった。肥満による脂肪肝は肝がん発生にまで悪化することから、発症メカニズムの解明や治療法の確立が課題である。我々は、摂取する脂肪の質を変化させることで、脂肪肝が抑制されることを見出しており、そのメカニズムを解明することは、現代病である脂肪肝を予防するアプローチを生み出すことができると考えた。研究結果としては、腸内細菌を介さなかったが、将来展望としては、脂質の取り込みや肝臓での脂質代謝により起きた現象と予想し、研究の展開が期待される。

報告書

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

    (9件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Distinct responsiveness to rifaximin in patients with hepatic encephalopathy depends on functional gut microbial species2022

    • 著者名/発表者名
      Yukawa-Muto Y, Kamiya T, Fujii H, Mori H, Toyoda A, Sato I, Konishi Y, Hirayama A, Hara E, Fukuda S, Kawada N, Ohtani N
    • 雑誌名

      Hepatol Commun

      巻: 6 号: 8 ページ: 2090-2104

    • DOI

      10.1002/hep4.1954

    • 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] Galectin-3 promotes the adipogenic differentiation of PDGFRα+ cells and ectopic fat formation in regenerating muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Takada Naoki、Takasugi Masaki、Nonaka Yoshiki、Kamiya Tomonori、Takemura Kazuaki、Satoh Junko、Ito Shinji、Fujimoto Kosuke、Uematsu Satoshi、Yoshida Kayo、Morita Takashi、Nakamura Hiroaki、Uezumi Akiyoshi、Ohtani Naoko
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 号: 3 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1242/dev.199443

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bioinformatics Analysis of Oral, Vaginal, and Rectal Microbial Profiles during Pregnancy: A Pilot Study on the Bacterial Co-Residence in Pregnant Women2021

    • 著者名/発表者名
      Fudaba Megumi、Kamiya Tomonori、Tachibana Daisuke、Koyama Masayasu、Ohtani Naoko
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 号: 5 ページ: 1027-1027

    • DOI

      10.3390/microorganisms9051027

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visualization of quantitative lipid distribution in mouse liver through near-infrared hyperspectral imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Okubo Kyohei、Kitagawa Yuichi、Hosokawa Naoki、Umezawa Masakazu、Kamimura Masao、Kamiya Tomonori、Ohtani Naoko、Soga Kohei
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 12 号: 2 ページ: 823-823

    • DOI

      10.1364/boe.413712

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 肝性脳症発症に関わる腸内細菌の同定2022

    • 著者名/発表者名
      神谷知憲
    • 学会等名
      第26回腸内細菌学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Functional Analysis of Liver Cirrhosis-associated Gut Microbiota Uncovers a Unique Mechanism of Hyperammonemia in Hepatic Encephalopathy2021

    • 著者名/発表者名
      Kamiya, Yoshimi Yukawa-Muto, Hideki Fujii, Hiroshi Mori, Atsushi Toyoda, Shinji Fukuda, Norifumi Kawada, Naoko Ohtani
    • 学会等名
      アジア太平洋肝臓学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 肝性脳症発症に関わる腸内細菌の探索2021

    • 著者名/発表者名
      神谷知憲、武藤芳美、藤井英樹、森宙史、豊田敦、福田真嗣、河田則文、大谷直子
    • 学会等名
      Gut Microbiota研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 腸内細菌代謝物と肥満関連肝がん2020

    • 著者名/発表者名
      大谷直子, 神谷知憲, 蒲池史卓, 山岸良多
    • 学会等名
      第79回日本癌学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 高アンモニア血症の治療又は予防用医薬組成物2020

    • 発明者名
      大谷直子, 神谷知憲,武藤芳美, 福田真嗣, 佐藤郁也
    • 権利者名
      大谷直子, 神谷知憲,武藤芳美, 福田真嗣, 佐藤郁也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-034359
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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