腸内細菌叢に着目した早期糖尿病性神経障害の病態解明と新規治療法の確立

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K08546
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 工藤 和洋 弘前大学, 医学研究科, 助教 (50772026)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 岩木健康増進プロジェクト / 糖尿病性神経障害 / PINT / 痛覚閾値 / 腸内細菌叢

研究実績の概要

糖尿病多発神経障害（DPN）は最も早期から発症し、頻度が高い。未だ根治的治療法は確立しておらず、そのため発症早期の介入が重要であることが分かっている。そのため早期病変の病態の把握により、その予防、根治が期待される。
一方、弘前大学医学部は2005年より、弘前市郊外の岩木地区住民の健康増進、平均寿命の延長を目的とした「岩木健康増進プロジェクト健診（岩木健診）」を毎年1,000人以上の協力者に対して健診を行っている。検査項目は毎回2,000項目にわたる。申請者が所属している講座では2017年より、同健診において表皮内神経痛覚閾値: PINT（pain threshold of the intraepidermal nerve terminal）試験による足背皮膚の感覚検査を行っている。本検査は日本光電より発売されている装置、PNS-7000を用いた小径神経機能評価検査です。皮膚に電極を貼付し、微弱電流で刺激し、反応の有無で痛覚閾値を約5分で評価できる。この方法により、従来は皮膚生検でしか評価できなかった表皮内小径神経の障害を非観血的に検討可能となった。
我々は正常高値HbA1c値症例で既にPINT値が上昇しうること、血中の Lipopolysaccharide-Binding Protein (LBP) 濃度が早期DPNのバイオマーカーとなりうることをこれまで報告してきた。血中LBP上昇の原因として腸内細菌叢の乱れ（dysbiosis）が知られている。Dysbiosis は2型糖尿病の促進因子であることが近年知られてるが、DPNの発生と腸内細菌叢との関連の有無は不明である。2018年岩木健診のデータを用いて検討したところ、バクテロイデス属の低下と痛覚閾値の上昇が認められた。本年度はこれらのことをさらに検討した。

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

1.　痛覚閾値と腸内細菌叢の関連について、バクテロイデス属の低下と痛覚閾値の上昇の相関を見出した。
2.　その相関には高血糖、食事成分は関与していないことを確認した。
3. 多変量解析において、PINT値を悪化させる臨床的因子を調整因子としても、バクテロイデス属の低下は痛覚閾値との上昇と相関していた。
4.　これら結果はNeurobilology of disease誌に受理され、論文化することができた。

今後の研究の推進方策

1.　動物モデルにおける腸内細菌とDPNの関係について検討を加える。
2.　グラム陰性桿菌から放出されるリポポリサッカライドによる末梢神経機能の変化について、動物モデル、細胞モデルを用いて検討を加える。

次年度使用額が生じた理由

次年度の研究を充実させた方が研究遂行上、有益であると判断し、今年度の計画を見直した結果、当初予定額との差額が生じた。令和５年度は差額分と合わせて研究予算を動物実験に使用する予定である。実験によっては網羅的解析を行うため予算の確保が必要である。

研究成果

• [雑誌論文] The diversity and abundance of gut microbiota are associated with the pain sensation threshold in the Japanese population (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuki Takeuchi, Hiroki Mizukami, Kazuhiro Kudoh, Sho Osonoi, Takanori Sasaki, Hanae Kushibiki, Saori Ogasawara, Yutaro Hara, Akiko Igawa, Xuekai Pan, Takahiro Yamada, Keisuke Yamazaki, Tatsuya Mikami, Makoto Daimon, Soroku Yagihashi, Kenichi Hakamada, Shigeyuki Nakaji
  • 雑誌名: Neurobiol Dis . 巻: 173 ページ: 105839
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2022.105839
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 小径神経障害に関連する口腔、腸内細菌叢変化についての検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 森嶋奈那子、工藤和洋、遅野井祥、竹内祐貴、小笠原早織、佐々木崇矩、八木橋操六、水上浩哉
  • 学会等名: 第65回日本糖尿病学会年次学術集会