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

阐明母亲饮食习惯对孩子潘氏细胞控制肠道环境的影响

基本信息

批准号：
20J11528
负责人：
杉本理菜
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11528/
关键词：
Paneth細胞腸内細菌 α-defensin 自然免疫 DOHaD 高脂肪食

项目摘要

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。

据报道，怀孕期间摄入高脂肪饮食的母亲所生的孩子会出现菌群失调，即肠道菌群组成发生变化，多样性减少，从而增加患病风险。肠道菌群与宿主相互作用，小肠隐窝基部的潘氏细胞通过分泌具有选择性杀菌活性的α-防御素来控制肠道菌群。本研究的目的是阐明母亲的高脂肪饮食影响孩子潘氏细胞发育和肠道环境控制功能以及参与生物稳态的机制。母鼠随意饲喂高脂饮食（脂肪含量60 kcal%）或正常饮食（脂肪含量10 kcal%），与正常饮食的父鼠交配产生子代小鼠。去年，我们发现，高脂肪饮食母亲的后代中，潘氏细胞中含有未成熟的含α-防御素的细胞质颗粒的比例高于正常饮食母亲的后代。 2021年度，为了阐明前一年发现的潘氏细胞颗粒发育不充分与α-防御素分泌有何关系，我们发现，使用夹心ELISA法测定时，α-防御素水平较高母亲吃高脂肪饮食的孩子的这一比例明显较低。此外，当进行16S rRNA宏基因组分析以阐明肠道微生物群的整体情况时，食用高脂肪饮食的母亲的后代与食用正常饮食的母亲的后代相比，β多样性有所不同，并且已经清楚地表明，导致多样性显着下降的生态失调正在发生。这项研究表明，母亲摄入高脂肪饮食会导致后代潘氏细胞颗粒发育异常，并导致α-防御素分泌减少，导致后代肠道微生物群多样性下降，这表明潘氏细胞颗粒的发育受到影响。细胞是肠道微生物群的成熟机制之一。