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腸内微生物生態系が有する代謝アダプテーション機構の解明

公募研究

研究領域代謝アダプテーションのトランスオミクス解析
研究課題/領域番号 18H04805
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

福田 真嗣  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任教授 (80435677)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード腸内細菌 / 代謝物質 / メタボロゲノミクス / メタゲノム / メタボローム / ロバストネス / 環境適応 / 統合オミクス / 腸内エコシステム
研究実績の概要

ヒトの腸管内にはおよそ1000種類で40兆個にもおよぶとされる腸内細菌が生息しており、その集団(腸内細菌叢)は宿主腸管細胞と密接に相互作用することで、複雑な腸内生態系を形成している。近年の研究により腸内細菌叢の機能が明らかになるにつれて、その次の課題として、腸内細菌叢を含む複雑な腸内生態系全体の代謝機能をどのように制御するか、すなわち異種生物で構成される複雑な腸内生態系の代謝アダプテーションの理解とその制御という課題があげられる。そこで本研究ではマウスモデルを用いて、これまで異種生物と考えられてきた腸内細菌叢を一つの臓器として捉え、食事内容や薬剤投与などの環境因子パータベーションを与えた際の腸内環境変動について、統合オミクスアプローチや数理生物学的解析などの学際的研究手法を用いることにより、腸内細菌叢が有する代謝アダプテーション機構の理解を目指す。
本年度は昨年度から継続して実施している食事内容がもたらす腸内環境の代謝アダプテーションの理解に向けた、マウスモデルの解析を実施した。具体的には異なる脂質濃度の餌をマウスに摂食させ、その際の腸内環境についてメタボロゲノミクスアプローチにより網羅的に解析した。その結果、異なる脂質濃度により腸内環境が変動し、いくつかの腸内細菌や代謝物質が添加した脂質濃度依存的に変化することが明らかとなった。これらの情報を元に、脂質添加による腸内環境変動を予測する数理モデルの開発を進める。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Michigan Medical School(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of gastrectomy for gastric cancer treatment on faecal microbiome and metabolome profiles2020

    • 著者名/発表者名
      Erawijantari Pande Putu、Mizutani Sayaka、Shiroma Hirotsugu、Shiba Satoshi、Nakajima Takeshi、Sakamoto Taku、Saito Yutaka、Fukuda Shinji、Yachida Shinichi、Yamada Takuji
    • 雑誌名

      Gut

      巻: - 号: 8 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1136/gutjnl-2019-319188

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Essential role of the Crk family-dosage in DiGeorge-like anomaly and metabolic homeostasis.2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Imamoto, Sewon Ki, Leiming Li, Kazunari Iwamoto, Venkat Maruthamuthu, John Devany, Ocean Lu, Tomomi Kanazawa, Suxiang Zhang, Takuji Yamada, Akiyoshi Hirayama, Shinji Fukuda, Yutaka Suzuki, Mariko Okada
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: - 号: 2 ページ: e201900635-e201900635

    • DOI

      10.26508/lsa.201900635

    • 関連する報告書
      2019 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] Interleukin-22-mediated host glycosylation prevents Clostridioides difficile infection by modulating the metabolic activity of the gut microbiota2020

    • 著者名/発表者名
      Nagao-Kitamoto Hiroko, Fukuda Shinji, Higgins Peter D. R., Karlsson Niclas G., Young Vincent B., Kamada Nobuhiko, et al
    • 雑誌名

      Nature Medicine

      巻: 26 号: 4 ページ: 608-617

    • DOI

      10.1038/s41591-020-0764-0

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Association of colitis with gut-microbiota dysbiosis in clathrin adapter AP-1B knockout mice2020

    • 著者名/発表者名
      Jangid Aditi, Fukuda Shinji, Seki Masahide, Horiuchi Terumi, Suzuki Yutaka, Taylor Todd D., Ohno Hiroshi, Prakash Tulika
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 15 号: 3 ページ: e0228358-e0228358

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0228358

    • 関連する報告書
      2019 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] Metagenomic and metabolomic analyses reveal distinct stage-specific phenotypes of the gut microbiota in colorectal cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Yachida Shinichi、Mizutani Sayaka、Shiroma Hirotsugu、Shiba Satoshi、Nakajima Takeshi、Sakamoto Taku、Saito Yutaka、Fukuda Shinji、Shibata Tatsuhiro、Yamada Takuji
    • 雑誌名

      Nature Medicine

      巻: 25 号: 6 ページ: 968-976

    • DOI

      10.1038/s41591-019-0458-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gut microbiome-derived phenyl sulfate contributes to albuminuria in diabetic kidney disease2019

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Koichi、Saigusa Daisuke、Kanemitsu Yoshitomi、Matsumoto Yotaro、Tsukamoto Hiroki、Abe Takaaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1835-1835

    • DOI

      10.1038/s41467-019-09735-4

    • 関連する報告書
      2019 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] Draft Genome Sequences of Enterococcus faecalis Strains Isolated from Healthy Japanese Individuals2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kazuki, Watabe Tsubasa, Kato Kumiko, Tsukimi Tomoya, Sato Mitsuhiko P., Odamaki Toshitaka, Tomita Masaru, Fukuda Shinji
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 40

    • DOI

      10.1128/mra.00832-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dietary l-serine confers a competitive fitness advantage to Enterobacteriaceae in the inflamed gut2019

    • 著者名/発表者名
      Kitamoto Sho, Fukuda Shinji, Barnich Nicolas, Kamada Nobuhiko, et al
    • 雑誌名

      Nature Microbiology

      巻: 5 号: 1 ページ: 116-125

    • DOI

      10.1038/s41564-019-0591-6

    • 関連する報告書
      2019 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] Cutibacterium acnes (Propionibacterium acnes) 16S rRNA Genotyping of Microbial Samples from Possessions Contributes to Owner Identification2019

    • 著者名/発表者名
      Yang Jiayue, Tsukimi Tomoya, Yoshikawa Mia, Suzuki Kenta, Takeda Tomoki, Tomita Masaru, Fukuda Shinji
    • 雑誌名

      mSystems

      巻: 4 号: 6

    • DOI

      10.1128/msystems.00594-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A metabologenomic approach reveals changes in the intestinal environment of mice fed on American diet2018

    • 著者名/発表者名
      Ishii, C., Nakanishi, Y., Murakami, S., Nozu, R., Ueno, M., Hioki, K., Aw, W., Hirayama, A., Soga, T., Ito, M., Tomita, M., Fukuda, S.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 19 号: 12 ページ: 4079-4079

    • DOI

      10.3390/ijms19124079

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The impact of gut microbiota-derived metabolites in health and disease2020

    • 著者名/発表者名
      Shinji Fukuda
    • 学会等名
      2020 Miami Winter Symposium on Molecular mechanisms linking the microbiome and human health
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸内環境に基づく層別化医療・ヘルスケアがもたらす未来2020

    • 著者名/発表者名
      福田真嗣
    • 学会等名
      第35回日本臨床栄養代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内環境に基づく層別化ヘルスケアがもたらす新たな予防医学2020

    • 著者名/発表者名
      福田真嗣
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト常在細菌叢の機能理解2020

    • 著者名/発表者名
      福田真嗣
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第3の液性因子:腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす機能2019

    • 著者名/発表者名
      福田真嗣
    • 学会等名
      第92回日本内分泌学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内環境ロバストネス因子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      福田真嗣
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The impact of gut microbiota-derived metabolites in tumorigenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Fukuda
    • 学会等名
      The 24th Japanese Foundation for Cancer Research-International Symposium on Cancer Chemotherapy (JFCR-ISCC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A metabologenmic approach reveals the function of gut microbiota in health and disease2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Fukuda
    • 学会等名
      The 3rd Kyoto Biomolecular Mass Spectrometry Society (KBMSS) Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The impact of gut microbiota-derived metabolites in tumorigenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Fukuda
    • 学会等名
      U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program, 21th International Conference on Emerging Infectious Disease in the Pacific Rim
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 第3の液性因子:腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす機能2019

    • 著者名/発表者名
      福田真嗣
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] もっとよくわかる!腸内細菌叢2019

    • 著者名/発表者名
      福田真嗣
    • 総ページ数
      147
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122061
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 抗原結合分子、核酸組成物、ベクター組成物、細胞およびBifidobacterium longumの精製方法2019

    • 発明者名
      井上ひかる、中藤学、井上浄、福田真嗣
    • 権利者名
      井上ひかる、中藤学、井上浄、福田真嗣
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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