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脂肪酸の質による腸管幹細胞の機能制御が腸管内の構造・栄養吸収に与える影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21J11045
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分59040:栄養学および健康科学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

荒木 雅弥  筑波大学, 人間総合科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードSREBP / 脂肪酸 / 腸管内部構造 / 腸管幹細胞 / SREBP-1a / 脂肪酸合成 / 小腸構造
研究開始時の研究の概要

SREBPは生体内の脂質合成制御において中心的な役割を持つ転写因子である。そのため、SREBPの生理機能解析は脂質代謝の中心臓器である肝臓や脂肪組織を中心に行われており、小腸での機能に関しては未知の部分が多い。アイソフォームの1つであるSREBP-1aは脂肪酸、コレステロール両者の合成を制御し、細胞増殖の盛んな組織に高発現するため、小腸における重要性が想定された。本研究は特に腸管を構成するすべての細胞の根源である腸管幹細胞に着目し、細胞内でSREBP-1aによって合成される脂質と分化・自己複製との関係性を解析することで、脂質による腸管幹細胞の機能制御が小腸の内部構造に与える影響を明らかにする。

研究実績の概要

本研究は腸管幹細胞の機能に重要なSREBP-1aが調節する脂肪酸の特定とその機序を解明し、脂質による腸管幹細胞の機能調節が絨毛構造を変化させることを明らかにすることを目的に行ってきた。これまでに腸管の陰窩に存在する腸管幹細胞やパネート細胞内におけるSREBP-1aが欠損することで、細胞内の脂肪酸組成が変動し、それに伴う特定の脂肪酸の減少が腸管幹細胞の分化・増殖機能を障害することを明らかにした。今年度は、SREBP-1a全身欠損あるいは細胞種特異的SREBP-1a欠損マウスを用いた生体の実験やそれらの遺伝子改変マウスから作製した腸管オルガノイドを用いた実験により、特定の脂肪酸の変調が腸管幹細胞の分化・増殖を制御する機序の解析を行い、タンパク質の脂肪酸修飾の変化が、腸管幹細胞の機能に重要なシグナル伝達を障害し、分化・増殖機能を低下させることを明らかにした。このシグナル伝達はパネート細胞から腸管幹細胞へシグナル活性化因子が分泌され、腸管幹細胞内で作用することで活性化するが、タンパク質の脂肪酸修飾の変化がパネート細胞から腸管幹細胞へのシグナル活性化因子の分泌を障害することを明らかにした。さらに、脂肪酸組成の変動に伴う腸管幹細胞の機能障害は腸管を構成する細胞の組成を変化させ、腸管を脆弱な状態にすることが、薬剤による炎症誘導の実験から明らかとなった。
今後、SREBP-1aの活性制御などにより、腸管陰窩を構成する細胞内の脂肪酸を管理する手法を開拓し、腸管内部構造の制御から生活習慣病や炎症性腸疾患などの治療法の開発を目指す。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Wogonin, a Compound in Scutellaria baicalensis, Activates ATF4?FGF21 Signaling in Mouse Hepatocyte AML12 Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasunari、Saito Hodaka、Araki Masaya、Tsuchimoto Yuhei、Muroi Shin-ichi、Suzuki Kyohei、Toume Kazufumi、Kim Jun-Dal、Matsuzaka Takashi、Sone Hirohito、Shimano Hitoshi、Nakagawa Yoshimi
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 14 号: 19 ページ: 3920-3920

    • DOI

      10.3390/nu14193920

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Hepatocyte- or macrophage-specific SREBP-1a deficiency in mice exacerbates methionine- and choline-deficient diet-induced nonalcoholic fatty liver disease.2022

    • 著者名/発表者名
      Araki M, Nakagawa Y, Saito H, Yamada Y, Han SI, Mizunoe Y, Ohno H, Miyamoto T, Sekiya M, Matsuzaka T, Sone H, Shimano H.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol

      巻: 323 号: 6 ページ: 627-639

    • DOI

      10.1152/ajpgi.00090.2022

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Altered microbiota by a high-fat diet accelerates lethal myeloid hematopoiesis associated with systemic SOCS3 deficiency2021

    • 著者名/発表者名
      Cho Kaori、Ushiki Takashi、Ishiguro Hajime、Tamura Suguru、Araki Masaya、Suwabe Tatsuya、Katagiri Takayuki、Watanabe Mari、Fujimoto Yoko、Ohashi Riuko、Ajioka Yoichi、Shimizu Ippei、Okuda Shujiro、Masuko Masayoshi、Nakagawa Yoshimi、Hirai Hideyo、Alexander Warren S.、Shimano Hitoshi、Sone Hirohito
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 10 ページ: 103117-103117

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103117

    • 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] CREBH Systemically Regulates Lipid Metabolism by Modulating and Integrating Cellular Functions2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Yoshimi、Araki Masaya、Han Song-iee、Mizunoe Yuhei、Shimano Hitoshi
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 13 号: 9 ページ: 3204-3204

    • DOI

      10.3390/nu13093204

    • 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] Starvation‐induced transcription factor CREBH negatively governs body growth by controlling GH signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Yoshimi、Kumagai Kae、Han Song‐iee、Mizunoe Yuhei、Araki Masaya、Mizuno Seiya、Ohno Hiroshi、Matsuo Kazuya、Yamada Yasunari、Kim Jun‐dal、Miyamoto Takafumi、Sekiya Motohiro、Konishi Morichika、Itoh Nobuyuki、Matsuzaka Takashi、Takahashi Satoru、Sone Hirohito、Shimano Hitoshi
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 35 号: 6 ページ: 21663-21663

    • DOI

      10.1096/fj.202002784rr

    • 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
  • [学会発表] SREBP-1aによる脂質合成制御の腸管における重要性2022

    • 著者名/発表者名
      荒木雅弥、中川嘉、韓松伊、水之江雄平、島野仁
    • 学会等名
      第54回 日本動脈硬化学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CREB3L3 protects atherosclerosis through increased lipolysis and inhibition of SREBP2021

    • 著者名/発表者名
      Araki Masaya, Nakagawa Yoshimi, Han Song-iee, Wang Yunong, Matsuzaka Takashi, Yahagi Naoya, Sekiya Motohiro, Shimano Hitoshi,
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Atherosclerosis
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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