2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24687032
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
岩瀬 忠行 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (80385294)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 腸内細菌 / 進化・適応 / 細菌学 / 人類学 / 栄養・生理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、腸内細菌の新たな働きについて数多くの知見が報告されている。これまでその詳細は明瞭ではなかったが、科学技術の進展とともに栄養・生理学的な働き、薬剤代謝への関与、さらには自己免疫疾患等への関与などが明らかにされつつある。また先年、宿主の食性と腸内細菌との間に関連性があることが示された。
窒素固定を行う細菌の中には腸内細菌科に属するものが存在し、哺乳類や昆虫の腸内に生息していることが知られている。それらの窒素固定細菌が、昆虫の腸内において窒素固定を行っていることが実験的に示されているものの、哺乳類の腸内における窒素固定についての詳細はまだわかっていない。
そこで本研究において、窒素固定細菌のみを有するマウスモデルを構築し、マウスの腸内で窒素固定が行われるか、また固定された窒素がマウスの組織に取り込まれるかどうかを、15Nガスを用いて検討した。
窒素固定細菌を有するマウスの腸内容物において、窒素固定遺伝子nifHの発現を確認した。また、回収した腸内容物に15Nガスを暴露し、窒素固定能について検討したところ、窒素固定細菌を有しかつ嫌気的に回収した腸内容物に15Nガスを暴露した処理区において、有意な窒素同位体比（δ15N）の上昇が認められた。
in vivo実験を行うため、15Nガス暴露用のインキュベータをメーカーとともに設計・開発した。本機を用いて窒素固定細菌を定着させたマウスを15Nガス存在下で飼育し、臓器（腸管、肝臓、体毛、腸内容物）を回収し、元素分析/同位体比質量分析計を用いて窒素同位体比について分析を行った。腸内容物、そして腸管と肝臓において有意なδ15Nの上昇が確認された。その一方で体毛においてはそのような差は見られなかった。今後より詳細な検討を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
in vivo実験に必須の動物モデルについて、無菌マウスを使用することで安定した菌の定着を示すモデルを開発できた。
in vivo実験に必要な15Nガス暴露用インキュベータについて、その動作の確認ならびに調整に時間をかけたものの大きな遅れは認められていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後コントロール実験の増強を含むより詳細な検討を行い、これまで行ってきたex vivo、in vivo実験を充実させる。
本研究の課題として、無菌マウスならびに15Nガスともに高価でありまたその入手に制約があること等があげられるが、限られた予算内で効果的な結果を得ることができるよう実験デザインの工夫等を行う。
また本年度においては、窒素固定を知るための簡便なマーカーの探索を行う予定である。窒素固定酵素が持つ３重結合を開裂させる特性を利用し、その特性に合致した化合物のスクリーニングを行う。
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| Causes of Carryover |
動物実験に使用したマウスの匹数の減少と代替実験により生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度分として請求した研究費と合わせて、より詳細な動物実験を行う予定である。
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