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エピゲノム修飾をマーカーとした腸内フローラにおける糖尿病合併症制御因子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 22K19136
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

中山 二郎  九州大学, 農学研究院, 教授 (40217930)

研究分担者 井上 貴子  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (00431700)
中尾 洋一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60282696)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード腸内細菌叢 / エピゲノム / サーチュイン / リトコール酸 / Veillonella / 亜硝酸 / 腸内フローラ / 胆汁酸 / ベイヨネラ属細菌 / 腸内メタボローム / 糖尿病 / 血管障害
研究開始時の研究の概要

腸内フローラは体内から24時間365日何10年間に及び人体に作用し続けるにも関わらず、その研究の多くは、一過的な影響を計るものがほとんどである。そこで、申請者らは、長期に及ぶ遺伝子発現制御に関わるエピゲノム修飾に着眼して、2型糖尿病が招く血管障害に起因する合併症の誘発あるいは抑制に関わる腸内フローラの因子探索を行う。本研究で明らかにされる、腸内フローラ成分によるエピジェネティックな遺伝子スイッチのオン・オフ情報は、長期にわたる高血糖状態に起因する血管障害に、腸内フローラが如何に関連しているかについて初めて明らかにするものである。

研究成果の概要

本研究の目的は、隠れた臓器とも言われる腸内細菌叢から2型糖尿病の合併症の進行に関わる因子を探索することである。まず、2型糖尿病罹患者の腎機能正常群と低下群の糞便細菌叢の差を調べ、腎機能正常群にPrevotella属細菌、Veillonelaceae科細菌が多いことを見出した。Veillonella属細菌は亜硝酸を高生産することが知られており、亜硝酸を介して腎機能低下を抑制している可能性がある。また、腸内細菌の主要代謝物である二次胆汁酸のリトコール酸に弱いSIRT1阻害活性とSIRT2亢進活性を見出した。これらのエピジェネティックな活性を通して、2型糖尿病の進行を亢進している可能性が示唆される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生活習慣病として増加の一途をたどる2型糖尿病であるが、その怖さは、自覚症状のないままに血管障害が進行し、神経障害、網膜症、腎症、動脈硬化など患者 のQOLを脅かす合併症に進展していくことである。本研究は、食と健康のインターフェースとして、人体に日々大量の代謝物を送り込む腸内細菌叢のエピジェノミックな作用に着目して研究を展開し、腸内細菌叢の主要代謝物であるリトコール酸は弱いながらも生体の代謝恒常性や炎症制御に働くサーチュイン活性に作用することを見出した。また細菌叢の因子として亜硝酸生産菌の関与の可能性も示唆した。さらに研究を進展させる意義ある発見であると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 腸内マイクロバイオームと糞便及び血清メタボロームの変容は慢性腎臓病の重症度と関連する(論文紹介記事)2023

    • 著者名/発表者名
      篠田あかり, 中山二郎
    • 雑誌名

      Microbiome Science

      巻: 2 ページ: 239-240

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Longitudinal gut mycobiota changes in Japanese infants during first three years of life2023

    • 著者名/発表者名
      Mishima Riko、Tanaka Masaru、Momoda Rie、Sanefuji Masafumi、Morokuma Seiichi、Ogawa Masanobu、Kato Kiyoko、Nakayama Jiro
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 135 号: 4 ページ: 266-273

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.01.007

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pathobiont-responsive Th17 cells in gut-mouth axis provoke inflammatory oral disease and are modulated by intestinal microbiome2022

    • 著者名/発表者名
      Nagao J, Kishikawa S, Tanaka H, Toyonaga K, Narita Y, Negoro-Yasumatsu K, Tasaki S, Arita-Morioka K, Nakayama J, Tanaka Y
    • 雑誌名

      Cell Rep

      巻: 40 号: 10 ページ: 111314-111314

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.111314

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crisis of the Asian gut: associations among diet, microbiota, and metabolic diseases2022

    • 著者名/発表者名
      THERDTATHA Phatthanaphong、SHINODA Akari、NAKAYAMA Jiro
    • 雑誌名

      Bioscience of Microbiota, Food and Health

      巻: 41 号: 3 ページ: 83-93

    • DOI

      10.12938/bmfh.2021-085

    • NAID

      130008158774

    • ISSN
      2186-3342
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Glucosylceramide Changes Bacterial Metabolism and Increases Gram-Positive Bacteria through Tolerance to Secondary Bile Acids In Vitro2022

    • 著者名/発表者名
      Dai Huanghuang、Otsuka Akira、Tanabe Kurumi、Yanagita Teruyoshi、Nakayama Jiro、Kitagaki Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 10 ページ: 5300-5300

    • DOI

      10.3390/ijms23105300

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization and Demonstration of Mock Communities as Control Reagents for Accurate Human Microbiome Community Measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Tourlousse Dieter M.、Narita Koji、Miura Takamasa、Ohashi Akiko、Matsuda Masami、Ohyama Yoshifumi、Shimamura Mamiko、Furukawa Masataka、Kasahara Ken、Kameyama Keishi、Saito Sakae、Goto Maki、Shimizu Ritsuko、Mishima Riko、Nakayama Jiro、Hosomi Koji、Kunisawa Jun、Terauchi Jun、Sekiguchi Yuji、Kawasaki Hiroko
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 10 号: 2

    • DOI

      10.1128/spectrum.01915-21

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 各種腸内細菌における胆汁酸脱抱合活性の比較解析2023

    • 著者名/発表者名
      寺下優理香、中山二郎
    • 学会等名
      第60回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of relationship between intestinal microbiota and metabolic diseases in health checkup patients2023

    • 著者名/発表者名
      Shiori Tamura, Akari Shinoda, Takako Inoue, Hisayoshi Watanabe, Yasuhito Tanaka, Jiro Nakayama
    • 学会等名
      20th Philippine Society for Probiotics and Functional Foods
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直接作用型ウイルス剤(DAAs)による治療がC型肝炎患者の胆汁酸代謝に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      中川大輔、井上貴子、田中靖人、中山二郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 人間ドック受診者を対象とした腸内細菌叢と代謝疾患との関連性の解析2023

    • 著者名/発表者名
      田村史織、篠田あかり、井上貴子、渡辺久剛、田中靖人、中山二郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 各種腸内細菌におけるドーパミン生産の評価2022

    • 著者名/発表者名
      田村史織、松崎渓作、中山二郎
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Interaction of diet and gut microbiome in Asians and its effect on their health2022

    • 著者名/発表者名
      Jiro Nakayama
    • 学会等名
      22nd International Union of Nutritional Sciences
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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