腸内細菌叢由来代謝物質による寿命延伸効果の検証とメカニズム解明

肠道菌群衍生代谢物的寿命延长作用验证及机制阐明

基本信息

批准号：
21K17643
负责人：
石井千晴
金额：
$ 3万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17643/
关键词：
腸内細菌叢代謝物質寿命メタボローム

项目摘要

腸内には多種多様な細菌が生息しており、腸内細菌叢から産生される代謝物質は、病気の発症や健康維持に関与することが報告されている。腸内細菌叢の構成や腸内・血中の代謝物質は加齢によって変化することが知られており、加齢によって腸内で変化する代謝物質の一部が線虫の寿命延伸に寄与することが本研究で明らかになった。しかし、そのメカニズムや、マウスやヒトなどの哺乳類でこの代謝物質が寿命に影響を与えるかは未解明であることから、本研究では、本代謝物質がもたらす線虫の寿命延長効果の分子基盤と、哺乳類の寿命に与える影響について評価を行うことを目的とした。昨年度はこの代謝物質の生理作用を解析するために、一昨年度に引き続き、本代謝物質産生に関わる遺伝子を欠損した線虫を用いて寿命測定を行った。その結果、遺伝子欠損株の線虫の平均寿命は野生株の線虫に比べて長寿になる一方で、異なる飼育温度では逆に、欠損株の寿命は野生株に比べて短命となることが明らかになった。また、これらの寿命変化は欠損した遺伝子のレスキューにより消失した。この際、欠損株ではどちらの温度においても、標的の代謝経路上の代謝物質濃度が変化し、標的代謝物質が予想通り蓄積していることをメタボローム解析により確認した。さらに、欠損株および通常株に標的代謝物質を投与した線虫の遺伝子発現を、RNA-seqを用いて比較解析した結果、発現傾向が共通する遺伝子が数十遺伝子検出された。今後はこれらの遺伝子発現変動と寿命との関連について引き続き解析を行う。

肠道是多种细菌的家园，据报道，肠道菌群产生的代谢产物参与疾病的发展和维持健康。众所周知，肠道菌群和代谢物在肠道中的组成和随着年龄的增长而变化，这项研究表明，随着年龄的增长，肠道变化的某些代谢产物有助于线虫的延长。然而，该机制以及这种代谢产物是否影响小鼠和人类等哺乳动物的寿命，因此该研究旨在评估nematodes寿命的分子基础，即这种代谢物使Nematodes的延长效应及其对哺乳动物寿命的影响。去年，为了分析这种代谢产物的生理作用，我们使用了在上一年之后缺乏该代谢产物产生的基因的线虫测量的寿命。结果表明，尽管基因缺陷菌株中线虫的平均寿命比野生菌株中线虫的平均寿命长，但在不同的育种温度下，缺乏菌株的寿命比野生菌株中的寿命短。此外，由于缺失基因的营救，这些寿命变化丢失了。目前，在有缺陷的菌株中，在两个温度下，代谢代谢途径上代谢物质的浓度发生了变化，并且通过代谢组分析证实了靶代谢物质积累的积累。此外，使用RNA-Seq比较了靶代谢产物的线虫的基因表达，其中靶代谢产物被施用，并比较了正常菌株，并检测到了几个具有常见表达趋势的基因。将来，我们将继续分析这些基因表达变化与寿命之间的关系。