共生細菌が調節するアミノ酸キラリティによる宿主エネルギー代謝機構の解明

本研究では哺乳類のエネルギー代謝において、共生細菌に由来するD-アミノ酸が有する生理的な役割・病態生理や疾患制御における意義を解明することが目的である。研究期間中に、全身・臓器特異的D-アミノ酸代謝異常マウスを用いて、そのエネルギー代謝異常関連の表現型の有無を調べるとともに、その分子機構を明らかにする。これまでに、全身D-アミノ酸代謝異常マウス、内因性・外因性D-アミノ酸代謝異常マウスを作成し、その表現型を確認した。結果として、外因性D-アミノ酸代謝の異常が内臓脂肪蓄積型肥満を引き起こすことが明らかとなった。今年度は、外因性D-アミノ酸の代謝異常がなぜ肥満を引き起こすのかを検討した。エネルギー代謝バランスの異常を、摂取・消費・内分泌機能の３つに分けて検討した。D-アミノ酸代謝異常によって、マウスの摂餌量は通常食や高脂肪食のいずれに対しても変化を認めなかった。また、代謝ケージを用いて、安静時のエネルギー消費量を検討したものの、D-アミノ酸代謝と関連する変化は昼夜を問わず認めなかった。一方で、夜間のマウスの活動量の変化やエネルギー代謝に関連するホルモン動態がD-アミノ酸代謝に関連していることを明らかにした。これらのことから、細菌由来D-アミノ酸が、哺乳類宿主のエネルギー代謝に内分泌系を介して影響を及ぼすことが判明した。これまで、L-アミノ酸がエネルギー代謝において中心的な役割を果たすと考えられてきたが、光学異性体のD-アミノ酸もエネルギー代謝調節に寄与している可能性が高いと考えられた。

本研究では哺乳類のエネルギー代謝において、共生細菌に由来するD-アミノ酸が有する生理的な役割・病態生理や疾患制御における意義を解明することが目的である。研究期間中に、全身・臓器特異的D-アミノ酸代謝異常マウスを用いて、そのエネルギー代謝異常関連の表現型の有無を調べるとともに、その分子機構を明らかにする。これまでに、全身D-アミノ酸代謝異常マウス、内因性・外因性D-アミノ酸代謝異常マウスを作成し、その表現型を確認した。結果として、外因性D-アミノ酸代謝の異常が内臓脂肪蓄積型肥満を引き起こすことが明らかとなった。今年度は、外因性D-アミノ酸の代謝異常がなぜ肥満を引き起こすのかを検討した。エネルギー代謝バランスの異常を、摂取・消費・内分泌機能の３つに分けて検討した。D-アミノ酸代謝異常によって、マウスの摂餌量は通常食や高脂肪食のいずれに対しても変化を認めなかった。また、代謝ケージを用いて、安静時のエネルギー消費量を検討したものの、D-アミノ酸代謝と関連する変化は昼夜を問わず認めなかった。一方で、夜間のマウスの活動量の変化やエネルギー代謝に関連するホルモン動態がD-アミノ酸代謝に関連していることを明らかにした。これらのことから、細菌由来D-アミノ酸が、哺乳類宿主のエネルギー代謝に内分泌系を介して影響を及ぼすことが判明した。これまで、L-アミノ酸がエネルギー代謝において中心的な役割を果たすと考えられてきたが、光学異性体のD-アミノ酸もエネルギー代謝調節に寄与している可能性が高いと考えられた。