小腸吸収上皮細胞を構成する膜リン脂質による栄養素吸収機能の制御

构成小肠吸收上皮细胞的膜磷脂对营养吸收功能的调节

基本信息

批准号：
22K19716
负责人：
三浦進司
金额：
$ 4.16万
依托单位：
University of Shizuoka
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

小腸吸収上皮細胞は栄養素を選択的かつ能動的に輸送する機能を有しており、これらの機能は、膜を構成するリン脂質やタンパク質(輸送体)によって決まるため、膜リン脂質は栄養素吸収において重要な役割を担うと推測される。代表的なリン脂質であるホスファチジルコリン(PC)のsn-1位には飽和脂肪酸や一価不飽和脂肪酸が結合しているが、脂肪酸種を決定する責任酵素は未だ同定されておらず、sn-1位の脂肪酸種が有する生理的意義の解明には至っていない。申請者らは、LPGAT1と呼ばれるアシル基転移酵素がPCのsn-1位へのstearoyl基の導入に関与することを突き止めている。小腸では1-stearoyl-PC量が全PC量の約30%を占めること、LPGAT1が小腸で高発現していることから、本研究では、LPGAT1によるPCのsn-1位へのstearoyl基の導入が小腸の栄養素吸収機能に不可欠であるかを検証した。まず、小腸でのLPGAT1の欠損はPCのsn-1位への18:0導入に影響するか否かを検討する目的で、腸管特異的Creリコンビナーゼ過剰発現マウス(villin-Creマウス)と、申請者が保有するLPGAT1(flox/flox)マウスを交配し、腸管特異的LPGAT1欠損(腸LPGAT1-KO)マウスを作出した。組換えマウスの小腸より吸収上皮を採取して脂質抽出を行い、LC/MSを用いてリン脂質のクオリティ変化を検討し、18:0-PC量および18:0-PE量が低下することを明らかにした。小腸でのLPGAT1の欠損が栄養素吸収に影響するか否かを検討する目的で、腸LPGAT1-KOマウスの摂食量、体重の経時変化を測定したが、対照としたLPGAT1(flox/flox)マウスとの間に有意な差異は認められなかった。次に、一定期間飼育後、一晩絶食させた腸LPGAT1-KOマウスに、単糖類、二糖類を経口投与し、これら栄養素の血中移行量を測定した。その結果、腸LPGAT1-KOマウスでは特定の二糖類の吸収が低下することが明らかになり、LPGAT1が小腸における栄養素の吸収機能に影響することが判明した。

小肠吸收上皮细胞具有选择性、主动转运营养物质的功能，而这些功能是由构成膜的磷脂和蛋白质（转运蛋白）决定的，因此膜磷脂在营养吸收中发挥作用。发挥重要作用。饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸与典型的磷脂磷脂酰胆碱（PC）的sn-1位结合，但负责确定脂肪酸类型的酶尚未被鉴定，而sn-1的生理意义第一种脂肪酸种类尚未阐明。申请人发现称为LPGAT1的酰基转移酶参与将硬脂酰基引入PC的sn-1位置。在小肠中，1-硬脂酰-PC的量约占PC总量的30%，并且LPGAT1在小肠中高表达，我们验证了这对于小肠的营养吸收功能是否是必需的。首先，为了检查小肠中的 LPGAT1 缺陷是否影响 18:0 引入 PC 的 sn-1 位置，我们创建了过度表达肠道特异性 Cre 重组酶的小鼠（villin-Cre 小鼠）。 LPGAT1 缺陷（肠 LPGAT1-KO）小鼠，通过繁殖作者拥有的 LPGAT1 (flox/flox) 小鼠。我们从重组小鼠的小肠中收集吸收性上皮，提取脂质，并使用LC/MS检查磷脂质量的变化，发现18:0-PC和18:0-PE的量减少。为了检查小肠中 LPGAT1 缺乏是否会影响营养吸收，我们测量了肠道 LPGAT1-KO 小鼠的食物摄入量和体重随时间的变化，没有观察到两者之间存在显着差异。接下来，将单糖和二糖口服给予饲养一定时间并禁食过夜的肠道LPGAT1-KO小鼠，并测量这些营养物质转移到血液中的量。结果显示，LPGAT1-KO小鼠肠道内特定二糖的吸收减少，表明LPGAT1影响小肠营养物质的吸收功能。