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2023 年度 実績報告書

哺乳養育環境の変化が腸内細菌叢形成・髄鞘発達に及ぼす影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1226
配分区分基金
研究機関東京農工大学

研究代表者

神邉 淳  東京農工大学, 大学院農学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワード母乳 / 腸内細菌叢 / 脳発達 / 髄鞘 / 代謝物 / 腸脳相関
研究実績の概要

哺乳類は母乳で仔を育てるという戦略を選択してきたため、他の生物に比べ親と仔の繋がりが強く、仔の発達において哺乳養育環境の影響が大きい。加えて、我々生物は無数の細菌と共に進化してきたため、哺乳養育環境の影響が強いことは仔の発達だけでなく、腸内細菌叢に対しても影響を与えたことが示唆される。本研究は哺乳養育環境が仔の腸内細菌叢、脳発達に与える影響を検証することで、哺乳類の発達様式を明らかにすることを目的とする。
本年度も昨年に続いて、哺乳養育環境の一つである母乳と、子の腸内細菌叢・脳発達、母乳による腸内細菌叢形成が脳発達に与える影響に着目し、研究を実施した。母乳成分に影響を与えるLAO1遺伝子欠損マウスの母乳を摂取した仔マウスは、髄鞘形成に関与するMbp、Plp1遺伝子の発現を海馬で低下することがわかった。更にはLAO1遺伝子欠損マウスの母乳を摂取した仔マウスからの糞便を移植された無菌マウスにおいてもMbp、Plp1遺伝子の発現が海馬で低下していた。糞便移植後の無菌マウスから採取した糞便を用いた腸内細菌叢の機能解析、代謝産物の解析を実施することで、母乳中成分の変化によって腸内細菌叢が産生する代謝産物に変動がおきることを見出した。さらにこれら変動がみられた代謝産物からMbp、Plp1遺伝子の発現を抑制する作用を持つD-glucaric acidを同定した。最後に、LAO1の酵素反応の際に賛成される過酸化水素に着目し、LAO1遺伝子欠損仔マウスに過酸化水素を投与した。その結果、海馬のMbp、Plp1遺伝子の発現が過酸化水素を投与することで増加することがわかった。加えて、血中のD-glucaric acidの濃度を低下させることがわかった。これらの結果から、母乳中成分が腸内細菌叢の形成を制御することによって、脳の発達に関与していることが示唆された。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Xanthine-induced deficits in hippocampal behavior and abnormal expression of hemoglobin genes2023

    • 著者名/発表者名
      Kambe Jun、Miyata Shiho、Li Chunmei、Yamamoto Yuki、Nagaoka Kentaro
    • 雑誌名

      Behavioural Brain Research

      巻: 449 ページ: 114476~114476

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2023.114476

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] L-amino acid oxidase-1 is involved in the gut-liver axis by regulating 5-aminolevulinic acid production in mice2023

    • 著者名/発表者名
      QASIMI Mohammad Ibrahim、FUKUZAWA Susumu、SUENAGA Ken、KAMBE Jun、LI Chunmei、TOMONAGA Shozo、KAWASE Takahiro、TSUKAHARA Takamitsu、HIRAYAMA Kazuhiko、INOUE Ryo、YAMAMOTO Yuki、NAGAOKA Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 85 ページ: 672~679

    • DOI

      10.1292/jvms.23-0080

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 母乳中に含まれる活性酸素種産生酵素は仔マウスの腸内細菌叢形成と髄鞘関連遺伝子の発現に影響を与える2023

    • 著者名/発表者名
      神邉 淳、臼田賢人、伊藤昌彦、平山和宏、井上亮、山本ゆき、永岡謙太郎
    • 学会等名
      Hindgut Club Japan 2023
  • [学会発表] 腸内細菌叢由来の代謝物が乳仔期マウスの髄鞘関連遺伝子の発現を阻害する2023

    • 著者名/発表者名
      神邉 淳、臼田賢人、伊藤昌彦、平山和宏、井上亮、山本ゆき、永岡謙太郎
    • 学会等名
      分子生物学会 2023

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公開日: 2024-12-25  

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