脂肪肝の発症及び悪化における12α水酸化胆汁酸の関与

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H02900
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 石塚 敏 北海道大学, 農学研究院, 教授 (00271627)
• 研究分担者: 相沢 智康 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (40333596)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 12α水酸化胆汁酸

研究実績の概要

高脂肪食の摂取や、摂取エネルギー過剰で引き起こされる体内での12α水酸化胆汁酸代謝を模倣するため、コール酸（CA）を添加した飼料をラットに与えると、炎症や先生を伴わずに肝臓脂質蓄積を誘導することを見出した。飼料に添加するCAは微量であり、摂食量や脂肪組織重量に影響は見られないことから、肥満を伴わない肝脂質蓄積であった。それにもかかわらず、リポ多糖を投与することで惹起される急性肝炎症状がCA摂取ラットで著しく悪化したことから、CAにより誘導される脂肪肝は軽度である一方、炎症などが別途惹起された場合には症状が悪性化する未病モデルとして利用できることを見出した。門脈カ ニュレーションラットを用いて経時的な胆汁酸組成評価を実施したところ、摂食に伴う門脈血での胆汁酸濃度及び組成の変動はほとんど見られなかった。一方、体循環血として尾静脈血を採取し同様に経時的な胆汁酸分析を行ったところ、摂食後３時間で一過性に胆汁酸濃度が増加することを確認した。また、門脈血での胆汁酸濃度は尾静脈血でのそれに比べて10倍程度高い濃度で維持されている。これらのことからラットにおいて胆汁酸の腸肝循環は摂食に関わらず常に動的平衡状態を保つことが示唆された。また、高脂肪食の摂取において12α水酸化胆汁酸であるタウロコール酸が選択的に分泌されること、糞に排泄される12α水酸化胆汁酸であるデオキシコール酸の濃度が摂取エネルギーの過多をかなり正確に反映すること、高脂肪食摂取においても糞中12α水酸化胆汁酸が肝臓での脂質蓄積濃度との間に正の相関を見出した。小胞体誘導因子であるツニカマイシンの投与条件を確立し、メタボローム解析用サンプルの抽出法の最適化を実施した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度の実績報告書における今後の研究の推進方策で示した実施内容を概ね達成できた。

今後の研究の推進方策

ツニカマイシン投与による胆汁酸代謝と肝脂質蓄積の評価を実施する。また、CA摂取による肝脂質蓄積に伴い生じる代謝物の濃度変動について、肝臓及び血中のメタボローム解析を中心に実施する。特に、肝臓におけるエネルギー代謝で重要な酸化還元因子やそれらから派生する代謝物を考慮する。また、肝臓の脂質蓄積を考慮する際には、脂質の合成分解だけでなく、肝臓からの排出と取り込みを同時に考慮する必要がある。肝臓での脂質合成の場合には、その素材として糖やアミノ酸をはじめとして多様な代謝物が関与しうる。メタボローム解析と併せてこれらの項目について検証し、代謝の全貌を明らかにする。これまで、CAによる肝脂質蓄積誘導はラットを用いた実験系で確立してきた。今後のメカニズム解析を考慮すると各種の遺伝子改変個体が得られるマウスは有用と考えられる。しかし、ラットは胆嚢を持たない一方でマウスは胆嚢が存在することが知られており、胆汁酸代謝や部位ごとの胆汁酸組成に関する情報が少ない。そこで、摂食に伴う胆汁酸代謝変動やマウス系統による胆汁酸代謝の相違を検証する。さらに、このCAを新たな肝脂質蓄積モデルとして、食素材の肝脂質蓄積に及ぼす作用と胆汁酸代謝との関連を評価する。

研究成果

• [雑誌論文] Untargeted Lipidomic Analysis of Plasma from High-fat Diet-induced Obese Rats Using UHPLC-Linear Trap Quadrupole-Orbitrap MS (2020)
  • 著者名/発表者名: Gowda SGB, Gao ZJ, Chen Z, Abe T, Hori S, Fukiya S, Ishizuka S, Yokota A, Chiba H, Hui SP.
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 36 ページ: 821～828
  • DOI: 10.2116/analsci.19P442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lithocholic acid increases intestinal phosphate and calcium absorption in a vitamin D receptor dependent but transcellular pathway independent?manner (2020)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto N, Matsui I, Ishizuka S, Inoue K, Matsumoto A, Shimada K, Hori S, Lee DG, Yasuda S, Katsuma Y, Kajimoto S, Doi Y, Yamaguchi S, Kubota K, Oka T, Sakaguchi Y, Takabatake Y, Hamano T, Isaka Y.
  • 雑誌名: Kidney International 巻: 97 ページ: 1164～1180
  • DOI: 10.1016/j.kint.2020.01.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association between 12α-hydroxylated bile acids and hepatic steatosis in rats fed a high-fat diet (2020)
  • 著者名/発表者名: Hori S, Abe T, Lee DG, Fukiya S, Yokota A, Aso N, Shirouchi B, Sato M, Ishizuka S.
  • 雑誌名: The Journal of Nutritional Biochemistry 巻: 83 ページ: 108412～108412
  • DOI: 10.1016/j.jnutbio.2020.108412
  • 査読あり
• [雑誌論文] A low coefficient of variation in hepatic triglyceride concentration in an inbred rat strain (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimoda T, Hori S, Maegawa K, Takeuchi A, Lee Y, Joe GH, Tanaka Y, Shimizu H, Ishizuka S.
  • 雑誌名: Lipids in Health and Disease 巻: 19 ページ: 137～137
  • DOI: 10.1186/s12944-020-01320-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 12α-Hydroxylated bile acid induces hepatic steatosis with dysbiosis in rats (2020)
  • 著者名/発表者名: Lee JY, Shimizu H, Hagio M, Fukiya S, Watanabe M, Tanaka Y, Joe GH, Iwaya H, Yoshitsugu R, Kikuchi K, Tsuji M, Baba N, Nose T, Tada K, Hanai T, Hori S, Takeuchi A, Furukawa Y, Shirouchi B, Sato M, Ooka T, Ogura Y, Hayashi T, Yokota A, Ishizuka S.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids 巻: 1865 ページ: 158811～158811
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2020.158811
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 12α水酸化胆汁酸と脂肪肝の関係 (2020)
  • 著者名/発表者名: 堀 将太、阿部 隆行、李 東根、吹谷 智、横田 篤、麻生 菜央、城内 文吾、佐藤 匡央、石塚 敏
  • 学会等名: 日本農芸化学会2020年度福岡大会
• [学会発表] 12α水酸化胆汁酸による肝脂質蓄積関連症状に及ぼす小胞体ストレスの影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山田 理帆、堀 将太、石塚 敏
  • 学会等名: 第74回日本栄養・食糧学会大会
• [学会発表] Small intestinal hyperpermeability is associated with increased primary 12α-hydroxylated bile acids in the enterohepatic circulation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Liu H, Kohmoto O, Ishizuka S
  • 学会等名: 第24回 腸内細菌学会学術大会