腸内細菌代謝物を介した腸内細菌と宿主の共生～腸脳相関への展開と応用～

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17J08530
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 後藤 愛那 京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2017-04-26 – 2022-03-31
• キーワード: 腸脳相関 / アミロイドベータ / コレステロールトランスポーター / ビフィズス菌

研究実績の概要

本研究課題は、腸内細菌から宿主に受け渡される物質（主に細菌代謝物を想定）から、宿主の脳の発達や維持に関わる共生因子を探索し、その作用機所を解明することを目的とした。それにより、腸内細菌を介した「腸脳相関」を理解するとともに、疾病治療や診断といった応用を目指すものである。腸内細菌抽出物（代謝物）を対象とし、《1 神経細胞分化誘導因子の探索》、《2 Aβ凝集調節因子の探索》、《3 コレステロールトランスポーター調節因子の探索》の3つの方法で「機能性」から腸脳相関に関わる可能性のある物質のスクリーニングを行ってきた。また、脳が急速に発達する乳児期の腸内細菌形成に関する解析も行った。
《2 Aβ凝集調節因子の探索》幅広い条件のヒト糞便（年齢：幼児から60代）を回収し、抽出物サンプルについて、評価を行った。Thioflavinを用いたシート構造をとった凝集Aβの検出、遠沈法による重合したAβオリゴマーの〝重合分子サイズ″の評価、HPLCによる未重合〝Aβモノマー″の定量を行った。
《3 コレステロールトランスポーター調節因子の探索》これまでに得られている、コレステロールトランスポーターの活性を調節（排出を促進）する効果有する腸内細菌抽出画分において、機能分子の同定を進めた。今回、もっとも高い効果が見られた特定の腸内細菌のクロロホルム・メタノール抽出画分とクロロホルム・酢酸エチル抽出画分について、薄層クロマトグラフィーとHPLCによる分離を行い、複数のフラクションに分画、構造決定を試みた。
《その他》乳児特異的ビフィズス菌が、ヒト母乳中のオリゴ糖（ヒトミルクオリゴ糖）を資化する代謝経路を有することで、腸管内で優占種となることが明らかとなっており、ビフィズス菌の持つヒトミルクオリゴ糖トランスポーターの同定と特性の解析が所属グループ内で進められ申請者も、解析の一部を担当した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Diversification of a Fucosyllactose Transporter within the Genus Bifidobacterium (2022)
  • 著者名/発表者名: Miriam N Ojima, Yuya Asao, Aruto Nakajima, Toshihiko Katoh, Motomitsu Kitaoka, Aina Gotoh, Junko Hirose Tadasu Urashima Satoru Fukiya Atsushi Yokota, Maher Abou Hachem , Mikiyasu Sakanaka, Takane Katayama
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 25 ページ: e0143721
  • DOI: 10.1128/AEM.01437-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Next-generation prebiotic promotes selective growth of bifidobacteria, suppressing Clostridioides difficile (2021)
  • 著者名/発表者名: Rika Hirano, Mikiyasu Sakanaka, Kazuto Yoshimi, Naohisa Sugimoto, Syogo Eguchi, Yuko Yamauchi Misaki Nara, Shingo Maeda, Yuta Ami, Aina Gotoh, Takane Katayama, Noriho Iida , Tamotsu Kato, Hiroshi Ohno, Satoru Fukiya, Atsushi Yokota Mamoru Nishimoto, Motomitsu Kitaoka, Hiroyuki Nakai, Shin Kurihara
  • 雑誌名: Gut Microbes 巻: 13 ページ: e1973835-18
  • DOI: 10.1080/19490976.2021.1973835
  • 査読あり