栄養素摂取による腸管MAPキナーゼ経路の活性化機構と生理機能の解明

阐明营养摄入对肠道 MAP 激酶途径的激活机制和生理功能

基本信息

批准号：
13760196
负责人：
村井篤嗣
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

腸管は栄養素吸収の場であるとともに、栄養素による刺激の受容器としても働く。これまでに、消化管内分泌細胞株を用いた細胞培養系では、栄養素がMAPキナーゼ(mitogen-activated protein kinase)経路を活性化し、その結果、様々な遺伝子の発現を上昇させることが明らかとなった。しかしながら、個体レベルで栄養素摂取と腸管MAPキナーゼ経路の活性化を検証した報告は無く、本キナーゼ経路の活性化が如何なる生理現象へと結びつくのかについても不明である。本研究では、腸管におけるMAPキナーゼ経路活性化の生理的意義を明らかにすることを最終的な目的とし、その第一段階として、様々な栄養素で刺激を加えた時の小腸におけるMAPキナーゼ活性の変化を調査した。動物は48時間絶食したラットを用い、麻酔下で小腸と胃の吻合部に流入口としてカテーテルを挿入するとともに、流出口として小腸中央部にもカテーテルを挿入した。環流液にグルコース、グルタミン、乳化脂肪、蛋白質分解産物を溶解し、カテーテルを介して小腸内をそれぞれの溶液で環流した。環流後、腸管粘膜を剥離し、MAPキナーゼのリン酸化量をウェスタンブロッティング法により測定した。対照群のリン酸化MAPキナーゼ量と比べて、グルコース溶液群ではリン酸化量が約6倍上昇した。また、グルタミン溶液群でもリン酸化MAPキナーゼ量は対照群の3.5倍にまで上昇した。一方,脂肪エマルジョン溶液群および蛋白質分解産物溶液群では変化がみられなかったか、むしろ低下する傾向にあった。腸管のエネルギーとなるグルコースやグルタミンはMAPキナーゼを活性化するが、直接腸管のエネルギーとは成り得ない脂肪や蛋白質分解産物では何ら効果をもたらさないことが明らかとなった。したがって、摂食により腸管粘膜組織でMAPキナーゼ経路を活性化する因子は腸管のエネルギー源となる特定の栄養素であると結論した。

肠道是营养吸收的场所，也是营养刺激的受体。迄今为止，已有研究表明，在使用胃肠道内分泌细胞系的细胞培养系统中，营养物质会激活MAP激酶（丝裂原激活蛋白激酶）途径，从而导致各种基因的表达增加。然而，目前还没有在个体水平上研究营养摄入与肠道MAP激酶途径激活之间关系的报道，也不清楚该激酶途径的激活会导致什么生理现象。本研究的最终目的是阐明肠道中 MAP 激酶途径激活的生理意义，作为第一步，我们研究了各种营养素刺激后小肠中 MAP 激酶活性的变化。所用动物为禁食48小时的大鼠，在小肠与胃的吻合处插入一根导管作为入口，在小肠中部也插入一根导管作为出口。。将葡萄糖、谷氨酰胺、乳化脂肪和蛋白质降解产物溶解在灌注液中，并将每种溶液通过导管灌注到小肠中。灌注后剥离肠粘膜，通过Western blotting测定MAP激酶磷酸化量。与对照组中磷酸化MAP激酶的量相比，葡萄糖溶液组中磷酸化MAP激酶的量增加了约六倍。此外，在谷氨酰胺溶液组中，磷酸化MAP激酶的量增加至对照组的3.5倍。另一方面，脂肪乳剂溶液组和蛋白质分解物溶液组没有观察到变化，或者有减少的倾向。已经明确的是，为肠道提供能量的葡萄糖和谷氨酰胺会激活MAP激酶，但不能直接为肠道提供能量的脂肪和蛋白质分解产物没有任何作用。因此，我们得出结论，进食时激活肠粘膜组织中MAP激酶途径的因素是作为肠道能量来源的特定营养素。