文献情報
文献番号
202423007A
報告書区分
総括
研究課題名
高機能なヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞を用いたポリフェノール類吸収評価系の構築
研究課題名（英字）
-
課題番号
22KA3005
研究年度
令和6(2024)年度
研究代表者(所属機関)
植山 由希子（鳥羽 由希子）(国立大学法人大阪大学 大学院薬学研究科)
研究分担者(所属機関)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 食品の安全確保推進研究
研究開始年度
令和4(2022)年度
研究終了予定年度
令和6(2024)年度
研究費
2,155,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
ポリフェノール類は生体内で抗酸化作用を発現し、老化やがんを予防することが示唆されている。しかし、ポリフェノール類を含む製品の摂取による健康被害も報告されている。そこで、ポリフェノール類を含む食品の摂取基準をより正確に制定する必要がある。食品やサプリメントなどの経口摂取成分は、消化管から生体内に取り込まれて生理機能を発揮する。したがって、ポリフェノール類の消化管における吸収機序を明らかにすることは、それらを含む健康食品等の安全性を担保するために必須である。
そこで、本研究ではポリフェノール類の正確な吸収評価を可能とする技術の開発を試みる。具体的には、ヒト人工多能性幹（induced pluripotent stem; iPS）細胞から分化誘導した小腸上皮細胞を用いて、ポリフェノール類の吸収評価系を構築する。高機能なヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞を作製可能な分化誘導法を開発し、より生体を模したin vitro評価系の構築とその社会実装を目指す。
そこで、本研究ではポリフェノール類の正確な吸収評価を可能とする技術の開発を試みる。具体的には、ヒト人工多能性幹（induced pluripotent stem; iPS）細胞から分化誘導した小腸上皮細胞を用いて、ポリフェノール類の吸収評価系を構築する。高機能なヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞を作製可能な分化誘導法を開発し、より生体を模したin vitro評価系の構築とその社会実装を目指す。
研究方法
令和5年度までに開発したヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞オルガノイド単層膜を用いて、検討を進めた。エピガロカテキンガレート（Epigallocatechin Gallate; EGCG）を作用させた後に、遺伝子発現量を定量的RT-PCR法により解析した。EGCGの腸管毒性を検討するため、EGCGを作用させた細胞の細胞生存率をWST-8 assayにより評価した。また、腸管上皮細胞の機能評価には、定量的RT-PCR法や免疫染色法などの生化学的手法を用いた。また、電子顕微鏡を用いた微細構造の観察や、経上皮膜電位抵抗値の測定も行なった。
結果と考察
令和5年度までに、ヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞をオルガノイド培養することで、機能と汎用性を兼ね備えた培養系の構築に成功した。さらに、より生体に模した培養系として、上皮バリア機能を有した単層膜の形成に成功したことを示してきた。令和６年度では、確立したヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞オルガノイドの単層膜を用いて、ポリフェノール類の吸収評価系の確立を試みた。緑茶に豊富に含まれるエピガロカテキンガレートを作用させ、その表現系を評価した。遺伝子発現解析を行なった結果、既報通りの発現変動を示した遺伝子が存在した一方で、仮説と異なる挙動を示した遺伝子があった。また、エピガロカテキンガレートを作用させても、1 mMのエピガロカテキンガレートまででは毒性は認められなかった。そこで、より高度に生体を模した培養系が必要である可能性を考慮し、ヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞オルガノイドから単層膜を作成する方法の改良を行なった。腸管は生体において頂端側が空気にさらされているため、作製した単層膜もそのような環境を再現することでより高度な吸収評価が可能になるのではないかと考え、気相液相界面（air-liquid interface: ALI）培養と呼ばれる方法で培養することを試みた。解析を実施した結果、ALI培養を導入することで、一部の腸管機能を担う遺伝子の発現量は増加したが、酵素活性やトランスポーター活性の増加は認められなかった。しかし、腸管の頂端側を覆う粘液層の成分であるムチンの分泌が増加している可能性が示され、より生体に近い構造を構築することに成功した。
結論
ポリフェノール類の吸収や毒性評価に応用可能な小腸上皮細胞の作製技術の開発を行なった。ALI培養を導入することで、より整体に近い構造を構築することに成功した。今後は、食品由来成分の安全性評価に資する技術であるか示すことを目的とした評価を進めたい
公開日・更新日
公開日
2025-08-14
更新日
-