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本研究では、大腸における水チャネル『アクアポリン（AQP）』に着目し、プロバイオティクスの有効性や特徴について科学的に検証することを目的とした。昨年度、抗生物質（シプロフロキサシン、バンコマイシン、クラリスロマイシン）を投与したラットにおいて、下痢の程度および大腸AQP3の発現低下によい相関関係が認められることを明らかにした。また、このAQP3の発現低下作用は抗生物質そのものの影響ではなく、腸内細菌量の低下に伴って生じることが示された。本年度は、AQP3の発現低下が最も著しかったシプロフロキサシンを用いて下痢症モデル動物を作製し、プロバイオティクスの効果を調べるとともに、大腸AQP3の発現変動メカニズムの解析を行った。シプロフロキサシン誘発下痢モデルラットに、プロバイオティクスBifidobacterium infantisを投与したところ、下痢および大腸AQP3の発現低下はほとんど改善しなかった。これに対して、Bifidobacterium longumを投与した場合には、シプロフロキサシンによる下痢が改善するとともに、AQP3の発現低下も回復した。これらのことから、腸内細菌の低下による下痢に対して、プロバイオティクスが有効であり、その下痢改善メカニズムとして、大腸AQP3の発現変化が関与している可能性が示唆された。次に、腸内細菌による大腸AQP3の発現変動メカニズムを調べる目的で、抗生物質関連下痢症モデルラットの腸内細菌叢パターンを次世代シークエンサーにより解析した。その結果、抗生物質の種類により腸内細菌叢の変動が異なることがわかった。また、大腸の遺伝子発現パターンをDNAマイクロアレイにより調べたところ、抗生物質の処置により遺伝子発現も変化することがわかった。今後、腸内細菌産生物質を対象としたパスウェイ解析を行い、AQP3の発現変動メカニズムの詳細を調べる予定である。
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