| 研究課題/領域番号 |
24K14784
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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59040:栄養学および健康科学関連
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| 研究機関 | 藤田医科大学 |
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研究代表者 |
栃尾 巧 藤田医科大学, 医学部, 教授 (00557291)
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| 研究分担者 |
藤井 匡 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (20786941)
廣岡 芳樹 藤田医科大学, 医学部, 教授 (50324413)
舩坂 好平 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (70599034)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | オリゴ糖 / 腸内細菌 / FOS / Precision Prebiotics |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、腸内細菌のFOS代謝酵素の基質特異性を解明することにより、個々の健康状態に応じカスタマイズされたプレバイオティクス(Precision Prebiotics)を開発し、その健康ケア効果を明らかにすることである。我々が実施したい研究は、腸内細菌の有するFOS代謝酵素の基質特異性を網羅的に解析し、そのプロファイリングから機能未知の代謝酵素の基質特異性を予測することである。これにより、個別の腸内細菌叢に応じて必要な菌種を増殖させるFOSの組み合わせを特定し、Precision Prebioticsを開発したい。さらに、社会実装を見据え、エビデンスを取得したい。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、腸内細菌が持つフラクトオリゴ糖（FOS）代謝酵素の基質特異性を明らかにし、個々の腸内環境に応じて最適化されたプレバイオティクス（Precision Prebiotics）を開発、その健康増進効果を評価することである。FOSは腸内の有用菌を選択的に増殖させる天然由来のオリゴ糖であり、代表的なプレバイオティクス成分であるが、どの菌がどの鎖長のFOSを利用できるかは十分に解明されていない。
本年度は、最も短鎖のFOSである1-ケストースと、長鎖のFOSであるイヌリンをモデル基質とし、それぞれに対応するビフィズス菌由来の既知酵素について、遺伝子を大腸菌で異種発現させた系により基質特異性の検出を試みた。その結果、各酵素の鎖長依存的な分解特性を明瞭に検出できることを確認した。さらに、機能が未知であった Fusicatenibacter saccharivorans 由来のFOS分解酵素についても同様の方法で検証を行い、鎖長が長くなるにつれて活性は低下するものの、比較的長いFOSに対しても分解能を有することを新たに見出した。
今後は、得られた酵素活性データとアミノ酸配列情報を統合し、基質特異性の予測モデルの構築を目指す。また、複数の腸内細菌種に対応したFOS組成の最適化を進め、個別の腸内細菌叢に合わせたPrecision Prebioticsの設計指針を確立する。将来的には、これらの成果を実用化へとつなげ、特定の健康状態や疾患予防をターゲットとしたプレバイオティクスの社会実装を目指す。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
本年度は、最も短鎖のFOSである1-ケストースと、長鎖のFOSであるイヌリンをモデル基質とし、それぞれに対応するビフィズス菌由来の既知酵素について、遺伝子を大腸菌で異種発現させた系により基質特異性の検出を試みた。その結果、各酵素の鎖長依存的な分解特性を明瞭に検出できることを確認した。さらに、機能が未知であった Fusicatenibacter saccharivorans 由来のFOS分解酵素についても同様の方法で検証を行い、鎖長が長くなるにつれて活性は低下するものの、比較的長いFOSに対しても分解能を有することを新たに見出した。
酵素活性の確認方法を樹立できたことから、今後の研究の道筋を定めることができた。
ただ、学会発表や論文投稿等までは実施できていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、いくつかの得られた酵素活性データとアミノ酸配列情報を統合し、基質特異性の予測モデルの構築を目指す。また、複数の腸内細菌種に対応したFOS組成の最適化を進め、個別の腸内細菌叢に合わせたPrecision Prebioticsの設計指針を確立する。将来的には、これらの成果を実用化へとつなげ、特定の健康状態や疾患予防をターゲットとしたプレバイオティクスの社会実装を目指す。
また、学会発表や論文投稿等を実施する。
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