| 研究課題/領域番号 |
21K05459
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38050:食品科学関連
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| 研究機関 | 東京農業大学 |
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研究代表者 |
服部 一夫 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (10385495)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 腸管オルガノイド / 腸管幹細胞 / 分岐鎖アミノ酸 / バリン / アポトーシス / 小胞体ストレス / wnt/β-カテニン / Wnt/β-カテニンシグナル / ロイシン / イソロイシン / 腸管 / オルガノイド / 幹細胞 / アミノ酸欠乏 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、これまで困難であったin vitroでの腸管幹細胞実験を可能とした腸管オルガノイド培養系を用いて、分岐鎖アミノ酸 (BCAA) であるバリン (Val)、ロイシン (Leu)、イソロイシン (Ile) に着目し、各BCAAが幹細胞に及ぼす影響とそのメカニズムを明らかにすることが目的である。本研究を通じて、腸管幹細胞に対する機能という今までにない新たなBCAAの機能性を明らかにし、食品成分による腸管幹細胞の機能制御という新たな展開や、動物に替わるin vitro機能性評価系としての発展につなげたい。
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| 研究成果の概要 |
腸管オルガノイドを用いて、分岐鎖アミノ酸の中でもバリン(Val)の欠乏だけが、腸管幹細胞(ISC)の自己複製の抑制とアポトーシス亢進によりISCの数を減少させることを見出した。RNA-seqに基づくGene Ontology解析の結果、Val欠乏によるISCへのダメージは、小胞体ストレスの亢進とWnt/β-カテニンシグナルの不活性化に起因することが示唆された。また、バリン欠乏食を与えたマウスの腸管では、腸管オルガノイドで認められた変化を反映していた。以上、腸管オルガノイドを用いることにより、Valの新たな機能を見出しただけでなく、ISCに対する機能性評価系としての有用性も示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は、(1) 分岐鎖アミノ酸の中で、Valの欠乏だけが腸管幹細胞数を減少するという興味深い現象を見出し、Valが幹細胞の維持に重要な役割を有すること、(2) 幹細胞数の減少の要因として、小胞体ストレスの亢進とWnt/β-カテニンシグナルの不活性化が関与していることを示唆したことである。さらに本研究では、Val欠乏食を与えたマウスの腸管での変化が、腸管オルガノイドで認められた変化と同様であることを示した。この結果は、腸管オルガノイドが腸管幹細胞の機能性評価系として有用であることを示し、腸管オルガノイドが動物に替わる実験系となりうる可能性を示唆した点が本研究の社会的な意義である。
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