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2021 年度 実績報告書

腸内細菌叢-ホルモン-脳システムをもとにした食品による認知症予防戦略

研究課題

研究課題/領域番号 20H00575
研究機関協同乳業株式会社研究所

研究代表者

松本 光晴  協同乳業株式会社研究所, 研究所, 主幹研究員 (50505972)

研究分担者 坪井 貴司  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (80415231)
掛山 正心  早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (30353535)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード認知的柔軟性 / 腸内細菌 / 脳腸相関 / ホルモン / ポリアミン
研究実績の概要

認知症の発症初期に低下する「認知的柔軟性」の維持に有用な食品に繋がる知見の獲得を目標に、腸内細菌叢由来代謝産物と消化管ホルモンを介した腸脳軸(腸内細菌叢-ホルモン-脳システム)の分子基盤解明を目指し、2年目の計画に従って進めた。
昨年度構築したタッチスクリーン装置を用いた認知的柔軟性評価システム(オリジナル版)について論文化し審査中である。今年度は、更なる調整を行い、認知的柔軟性の評価方が確立されているIntelliCageと同等レベルの精度で評価できる改良版システムを完成させた。次に、将来の実験のためにマウスの認知的柔軟性が衰退する週齢を探索し、僅かに低下し始める週齢と明確に低下する週齢を特定した。
腸脳軸の分子基盤探索として、脳側の研究では、上記タッチスクリーン評価システム改良版で認知的柔軟性を獲得したマウスと未獲得マウス(訓練なし)の海馬および前頭前皮質のRNAシーケンシング(RNAseq)を実施し、差がある遺伝子群を抽出した。
脳腸軸の腸管側の研究では、消化管ホルモンに着目しているが、腸脳軸刺激因子として最有力候補であったポリアミンに関しては、ポリアミン産生菌単独定着マウスと産生系破壊菌単独定着マウスを作製し、主に消化管内分泌細胞への影響を解析中である。同時に、安定同位体ポリアミンを用いて、生体への移行を調べ、消化管ホルモン経由ではなく血流経由の可能性も検討している。ポリアミン以外では、Lフェニルアラニンの消化管ホルモン分泌システムは誌上発表を行った。
腸脳軸における神経活動解析は、カルシウムイオンセンサーを用いたin vivoリアルタイムイメージング技術を導入し、次年度に認知的柔軟性獲得マウスを用いての評価に応用できる精度になりつつある。

現在までの達成度 (区分)
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

仮説と異なるデータも出ているが想定内であり、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

大きな問題はないため、当初計画通り進める。
先進ゲノム支援にも採択されたため、認知的柔軟性を獲得したマウスの脳の遺伝子発現解析でにおいては、データの重厚化・高度化が期待できる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Development of red genetically encoded biosensor for visualization of intracellular glucose dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Mita Marie、Sugawara Izumi、Harada Kazuki、Ito Motoki、Takizawa Mai、Ishida Kentaro、Ueda Hiroshi、Kitaguchi Tetsuya、Tsuboi Takashi
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 29 ページ: 98~108.e4

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2021.06.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of a regulatory pathway of L-phenylalanine-induced GLP-1 secretion in the enteroendocrine L cells2022

    • 著者名/発表者名
      Osuga Yuri、Harada Kazuki、Tsuboi Takashi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 588 ページ: 118~124

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.12.043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 腸内細菌叢と宿主の共益的なポリアミン代謝は大腸における上皮増殖とマクロファージ分化を調節する2021

    • 著者名/発表者名
      中村篤央,松本光晴,長谷耕二
    • 雑誌名

      消化器病サイエンス

      巻: 5 ページ: 233~236

  • [学会発表] 腸内細菌叢は生理活性物質ポリアミンの主要な供給源2022

    • 著者名/発表者名
      生田 かよ, 中村 篤央, 松本 光晴
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 健康寿命延伸を目指した腸内細菌叢の代謝産物を標的とする機能性食品開発2021

    • 著者名/発表者名
      松本光晴
    • 学会等名
      Visionary 農芸化学100 シンポジウム 食・腸内細菌・健康研究領域 第3回シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Functions of polyamines produced by intestinal microbiome.2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuharu Matsumoto
    • 学会等名
      The 11th Asian Conference for Lactic Acid Bacteria. Symposium 5. Microbial Metabolite and Cross-talk of Gut microbiota
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌叢と消化管内分泌細胞との機能連関2021

    • 著者名/発表者名
      坪井貴司
    • 学会等名
      第74回日本自律神経学会総会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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