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小腸Na依存性グルコース吸収機構による他臓器へのシグナル伝達機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K19717
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関静岡県立大学

研究代表者

林 久由  静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (40238118)

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
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード生活習慣病 / 腸管バリア / タイト結合 / Na依存性グルコース吸収機構 / クローディン15 / 陽イオン選択性 / Na-依存性共輸送 / SGLT-1 / 腸管腔内恒常性 / ナトリウム / SGLT1
研究開始時の研究の概要

生活習慣病の原因は、長年の偏った食生活と、ヒト遺伝子のミスマッチに依ることが大きいと推測されている。栄養素を受け入れている腸が、他臓器にどのようなシグナルを送り、さらに食行動を変化させているかは、よく知られていない。本研究では、グルコースを通常多く摂取しない草食動物に、グルコースを摂食させた際に、小腸や生体に何が起こるかを観察することを目的とする。腸のグルコース吸収の新たな役割が解明できれば、栄養学的のみならず、生物学的に新たな概念の提唱に繋がる。

研究成果の概要

生活習慣病の原因は、長年の偏った食生活と人間の遺伝子のミスマッチによるものであると推測されている。また、糖やNaClの摂取量が多いことも生活習慣病の原因と考えられている。しかし、腸が食事に合わせて栄養素吸収に必要な多量のNaをどのように供給しているかは明らかになっていない。本研究では、食性が草食から肉食に変わるオタマジャクシとカエル、そして腸内ナトリウム代謝が変化した遺伝子改変マウスとラットを用いて検討を行った。その結果、いずれの種でも、小腸上皮細胞間に存在するバリアタンパク質であるクローディン15が、腸内ナトリウム代謝に重要な役割を果たしていることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

上皮は、生体を外部環境から保護し、臓器に特有の機能を与える。上皮を通過する物質の移動には、上皮細胞を通るものと細胞間を通るものがある。腸では、単層の上皮が内腔と分離し、病原物質の流入を防ぎつつ、栄養や水分の吸収に必要な選択的透過性を保つ。このバランスが崩れると、クローン病、潰瘍性大腸炎、糖尿病などが発生する可能性がある。本研究では、腸管上皮細胞間のNa透過性にクローディン15が関与しており、健康と疾患の理解に繋がることが明らかになった。

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

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Na+-dependent intestinal glucose absorption mechanisms and its luminal Na+ homeostasis across metamorphosis from tadpoles to frogs2023

    • 著者名/発表者名
      Noriko Ishizuka ,Mina Nagahashi ,Yuina Mochida ,Wendy Hempstock , Nozomi Nagata and Hisayoshi Hayashi
    • 雑誌名

      Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol

      巻: 324 号: 5 ページ: R645-R655

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00249.2021

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of claudin-15 deletion on cationic selectivity and transport in paracellular pathways of the cecum and large intestine2023

    • 著者名/発表者名
      W. Hempstock, N. Nagata, N. Ishizuka and H. Hayashi
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-33431-5

    • 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] ラット小腸栄養素吸収機構におけるタイト結合を介したNa+リサイクリング機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      塚本小雪、藤本優、尾形美晴、高林秀次、林久由
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Claudin-15 is responsible for the conductance and permselectivity of the murine cecum and large intestine2023

    • 著者名/発表者名
      N. Nagata, W. Hempstock, N. Ishizuka, H. Hayashi
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Claudin-15 is the molecule responsible for the conductance and permselectivity of the murine cecum and large intestinal epithelia2022

    • 著者名/発表者名
      W. Hempstock, N. Nagata, N. Ishizuka, H. Hayashi
    • 学会等名
      Europhysiology 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Luminal Na+ concentration is preserved in claudin-15 knockout mice fed a high Na+ diet2022

    • 著者名/発表者名
      N. Nagata, W. Hempstock, N. Ishizuka, H. Hayashi
    • 学会等名
      Europhysiology 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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