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2021 年度 実績報告書

母親の食生活が子のPaneth細胞による腸内環境制御に与える影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J11528
研究機関北海道大学

研究代表者

杉本 理菜  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
キーワードPaneth細胞 / 腸内細菌 / α-defensin / 自然免疫 / DOHaD / 高脂肪食
研究実績の概要

妊娠期に高脂肪食を摂取した母親から生まれた子は腸内細菌叢の組成変化や多様性の減少であるdysbiosisを引き起こし、疾患リスクが上昇することが報告されている。腸内細菌叢は宿主と相互作用しており、中でも小腸陰窩基底部のPaneth細胞は選択的殺菌活性を有するα-defensinを分泌することで腸内細菌叢を制御している。本研究は、母親の高脂肪食摂取が子のPaneth細胞の発達や腸内環境制御機能にどのように影響を与え、生体恒常性に関与するかについて、機序を解明することを目的とした。
母親マウスに高脂肪食(脂肪分60 kcal%)もしくは通常食(脂肪分10 kcal%)を自由摂食させ、通常食摂取の父親マウスと交配し子マウスを作出した。前年度までに、通常食摂取の母親由来の子と比較して高脂肪食摂取の母親由来の子において、α-defensinを含む細胞質顆粒が未熟なPaneth細胞の割合が多いことを明らかにした。令和3年度は、前年度までに明らかにしたPaneth細胞の顆粒の発達不全がα-defensin分泌量にどのように関与するか解明するために、α-defensin量をsandwich ELISA法で測定すると高脂肪食摂取の母親由来の子で有意に低下していた。さらに、腸内細菌叢の全体像を明らかにするため16S rRNAメタゲノム解析を行うと通常食摂取の母親由来の子と比較して高脂肪食摂取の母親由来の子はβ多様性が異なり、α多様性が有意に低下するdysbiosisが起きていることが明らかになった。
本研究により、母親の高脂肪食摂取によって子のPaneth細胞の顆粒の発達異常およびそれに伴うα-defensinの分泌量低下が引き起こされ、子の腸内細菌叢の多様性が減少することを明らかにし、Paneth細胞の発達が腸内細菌叢の成熟機序の一つであることを示した。

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

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Intestinal commensal microbiota and cytokines regulate Fut2+ Paneth cells for gut defense2022

    • 著者名/発表者名
      Kamioka Mariko、Goto Yoshiyuki、Nakamura Kiminori、Yokoi Yuki、Sugimoto Rina、Ohira Shuya、Kurashima Yosuke、Umemoto Shingo、Sato Shintaro、Kunisawa Jun、Takahashi Yu、Domino Steven E.、Renauld Jean-Christophe、Nakae Susumu、Iwakura Yoichiro、Ernst Peter B.、Ayabe Tokiyoshi、Kiyono Hiroshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 119 ページ: e2115230119

    • DOI

      10.1073/pnas.2115230119

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ER Stress-Associated Misfolding of Paneth Cell α-Defensin Induces Dysbiosis and Ileitis in a Murine Model of Crohn’s Disease.2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Shimizu, Kiminori Nakamura, Aki Yoshii, Yuki Yokoi, Mani Kikuchi, Ryuga Shinozaki, Shunta Nakamura, Shuya Ohira, Rina Sugimoto, and Tokiyoshi Ayabe.
    • 学会等名
      World Microbe Forum (ASM and FEMS)
    • 国際学会
  • [学会発表] 母親の高脂肪食摂取が子のPaneth細胞の発達に与える作用メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      八塚夏美, 杉本 理菜, 大平 修也, 横井友樹, 菊池摩仁, 綾部 時芳, 中村 公則
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会

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公開日: 2022-12-28  

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